[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) XZj3x',;  
应用示例简述 e J:#vX86  
1. 系统细节 )C$1))  
 光源 M#xol/)h  
— 高斯激光束 ^2"w5F  
 组件 E{[>j'dwc  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ]NY^0SqM  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 P$
"s*otr  
 探测器 X^d}eWP`I  
— 视觉感知的仿真 "QM2YJ55m`  
— 高帽，转换效率，信噪比 /1?{,Das=  
 建模/设计 #kAk d-QY6  
— 场追迹： bJFqyK:6  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 gTg[!}_;\N  
5 $.az  
2. 系统说明 [m9=e-KS$Q  
JUTlJyx8  
^*WO*f>y  
fP{IW`t}]  
3. 建模&设计结果 ?7w7Y;FuR  
j]6YLM@5$  
不同真实傅里叶透镜的结果： Hx ojxZwm  
ky[^uQ>0  
! Y'~?BI  
UZu.B!4  
4. 总结 Dos';9Uq  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Gvquv\  
- 4B&{P  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 l:s
fM`Z^[  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 mxTuwx   
y1Y  
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。 aY\(R02B  
Enqs|fkbN  
应用示例详细内容 G[Jz(/yNH  
R5fZ}C7  
系统参数 29f4[V X  
?1Uq ud  
1. 该应用实例的内容 OdtS5:L  
]u"x=S93  
Ol
*|J  
Zu/1:8x  
)h/Qxf  
2. 仿真任务 l,ra
24  
@|@6
pXR.  
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。 g HKA:j`c  
1|5TuljTd  
3. 参数：准直输入光源 MDfC%2Q  
$GIup5  
#;<dtw  
0Yfz?:
e  
4. 参数：SLM透射函数 \7 }{\hY-  
XF9
9h&;9  
PfJfa/#pA  
5. 由理想系统到实际系统 p i\SRDP  
iU4Z9z!  
p.!p6ve){  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 VBe&of+  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 5>~q4t)6z}  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ,w7ZsI4:[  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 _ Zzne  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 n)R[T.E)+  
i&JI"Dd7  

{D4N=#tl  
N~9zQ  
 P'oY+#  
应用示例详细内容 &F|Wk,y  
>`+lEob  
仿真&结果 0<]]q[pr  
@jD#Tn-*  
1. VirtualLab中SLM的仿真 3y-P-NI~=  
yeN(_t2.  
 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)。 +<f!#4T  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 q:G3y[ P  
 为优化计算加入一个旋转平面 sW!MVv  
A|BN>?.t  
5!7vD|6  
(:|1h@K/R  
2. 参数：双凸球面透镜  fG|+!  
]H=P(Z-  
SW=%>XKkh  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 'jBtBFzP-  
 由于对称形状，前后焦距一致。 _H$Z}2g<z  
 参数是对应波长532nm。 ph@2[rUp  
 透镜材料N-BK7。 UymhBh  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Cj#?Z7}z  
DWu~%U8  
q4ej7T8  
qgsw8O&  
s:Z1 ZAxv  
<`*v/D7\02  
3. 结果：双凸球面透镜 i-Ri;E  
No(S#,vJ;  
d4A3DTW  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 kud2O>>  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 u9%AK g}~  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 d$v{oC}  
;V)94YT  
6>-Gi  
=N{-lyr)  
K${CHKFf  
4. 参数：优化球面透镜 Vvk\$'  
t:qPW<wc  
$q$\  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 *mfPq"/  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 szD BfGd%j  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 LrnE6U9  
 透镜材料同样为N-BK7。 IR<*OnKn  
LZrk
FkiC  
pt8#cU
\  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f`_6X~
 p  
k{pn~)xg  
o1@. <Q+}  
}o9(Q8  
5. 结果：优化的球面透镜 KPs @v@5M  
gBXJ/BW$y  
D[CEg2$y  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 =!PUKa3f<  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 }}~ t!/x  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 R=s^bYdoy  
R,[+9U|4V  
?&r>`H E  
_JXb|FIp  
6. 参数：非球面透镜 ($:JI3e[;  
%'<m[wf^ o  
D_Cd^;b  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 h_ J|uu  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 |Xa|%f  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 hOF>Dj  
)z2hyGX  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Se&%Dr3Nv  
[:C!g#o  
t&Z:G<;  
8sxH
)"S  
A49HYX-l  
7. 结果：非球面透镜 KoO\<_@";  
n{r
_Xa  
K>fY9`Whm  
 生成期望的高帽光束形状。 OX/}j_8E^(  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 U2VnACCUZs  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 [:\8Ug8  
L~xzfO  
-YP>mwSN?  
a]|k w4  
@Xe[5T  
8. 总结 
`jB2'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 sy.U]QG  
v_Y'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。 Gn%gSH/  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 .]W A/}  
Gm1vVHAxv  
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。 H&zhYKw  
&`4v,l^Zi6  
扩展阅读 7A[`%.!F6  
$N1UEvC%Q  
扩展阅读 u6(>?r-  
 开始视频 L(!mm  
-     光路图介绍 e'Th[ wJ  
 该应用示例相关文件： )q+9_KUq  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 NP*M#3$[
 
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 |J#mgA}(  
t'0dyQ%u  
U4@W{P02  
QQ：2987619807 _ s[v:c