[分享]基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究 [复制链接]

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) 2jsw"aHW  
应用示例简述 ik|-L8  
1. 系统细节 Ch()P.n?  
 光源 "N:XzG  
— 高斯激光束 :!;'J/B@..  
 组件 WnUweSdW  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 LLWB
  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 C'=k&#<-  
 探测器 &0TVi  
— 视觉感知的仿真 +bK.NcS  
— 高帽，转换效率，信噪比 rKHY?{!  
 建模/设计 {HC@u{K-  
— 场追迹： , $Qo =  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 MaBYk?TR~  
;VO.!5W@eg  
2. 系统说明 uV-'~8  
+t4BQf  
w:Jrmx  
22<0DhJ  
3. 建模&设计结果 N!Qg;(  
BYW^/B Y)  
不同真实傅里叶透镜的结果： `s '#  
bk<\ujH  
<D&)OxEn\  
iVFkYx%}  
4. 总结 i`/+,<  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 rV({4cIe9R  
6qe*@o  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 m|=Ecu  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 KV|}#<dD  
-S,ln  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ~
'5  
;Zj]~|  
应用示例详细内容 k *R<,  
@`-[;?>  
系统参数 J`IDlGFYp  
4`Nt{  
1. 该应用实例的内容 B .TB\j  
'6$*YN&5  
j` E +qk  
q(5j(G ;  
E@a3~a  
2. 仿真任务 Y $g$x<7  
/2{
5;  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 ]fnnZ  
C8#@+Q.  
3. 参数：准直输入光源 :RSz4   
UgB'[@McS  
C=uZ1xg*,  
1tCQpf  
4. 参数：SLM透射函数 Z'^U ad6  
y5= `ap  
D2YZ9e
  
5. 由理想系统到实际系统 VHOfaCE  
9p$V)qd
X  
#X: 'aj98  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ES<1tG  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 1%M&CX  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 M >:]lpRK  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 >$gG/WD?KR  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6#}93Dgv4  
c8)/:xxl  
*BD=O@  
W$JebW<z(  
`<^VR[Mx  
应用示例详细内容 . .QB~  
oRN-xng  
仿真&结果 !>x|7   
DPrBFmHF  
1. VirtualLab中SLM的仿真 TUL_TR  
X.O
Na_  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 rI5Foh6  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 jk\ dG16  
 为优化计算加入一个旋转平面 z sQo$p  
71#I5*8  
-71dN0hWh  
qLncn}oNM  
2. 参数：双凸球面透镜 d{et8N  
?%Rw(E  
|{g+Y  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 _ 7oV<  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ;TQf5|R
\K  
 参数是对应波长532nm。 D+V7hpH-  
 透镜材料N-BK7。 @vgG1w  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 BhpOXqg  
@/J[t  
[#" =yzR<3  
O^LTD#}$a)  
r%wA&FQ8U  
AJt!!crs  
3. 结果：双凸球面透镜 ^\ ?O4,L  
g}&hl"j  
Y9SGRV(  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 PYB+FcR6?n  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 @J[6,$UVu  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 `Yc_5&"  
x+? 9C  
'"pd  
JGiKBm;  
y<W8Q<9  
4. 参数：优化球面透镜 nGZX7Fx5  
qv 3^5d  
@e~]t}fH  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 L;_c|\%  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 iMF<5fLH&  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 \8uo{#cL8  
 透镜材料同样为N-BK7。 0?7XtC P<  
'2J0>Bla  
XA0(f*  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 JL}\*  
PDx)S7+w[  
2J;`m_oP  
\a"Ct
'  
5. 结果：优化的球面透镜 Zr$d20M2A;  

1Wg-x0R  
hRaf#  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 '6Qy/R  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Eu@
5L9A  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 dtM[E`PL  
^jdL@#k00  
q)u2Y]  
;sdN-mb  
6. 参数：非球面透镜 ,reJ(s  
# jYpVc{]  
6,Hqb<(  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 }pNX@C#De  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 R U"/2i  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 .W\ve>;  
O[~x_xeW  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Ar9nBJ`  
*a}(6Cx  
xc 1A$EY  
2H#N{>7  
! U0z"  
7. 结果：非球面透镜 /  Y
iQ\  
Zp`T  
<~Qi67I  
 生成期望的高帽光束形状。 -xmf'c9P  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 '3tw<k!1{.  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Gu(lI ~  
;~ 4k7Uz  
^~ =9  
b=##A  
dFW=9ru+MQ  
8. 总结 _v5t<_^N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Aw^yH+ae  
Os),;W0w4  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 -mNQ;zI1  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 dZ2%S''\  
:1fagaPg  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 =6nD0i9+  
^t.W|teD  
扩展阅读 J07O:cjyu  
'E]A.3-Mt  
扩展阅读 ND]S(C"?  
 开始视频 O;XG^s@5  
-     光路图介绍 /F[+13C  
 该应用示例相关文件： ,cHU)j  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 K!{5[G  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 W*T{,M@Y  
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QQ：2987619807 ?qHF}k|