[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) 0/DO"pnL@  
应用示例简述 s'N<  
1. 系统细节  D~"a"  
 光源 l:@=9Fp>  
— 高斯激光束 6;Z`9PGp  
 组件 9teP4H}m  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 :I&y@@UG  
— 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 y7h^_D+Ce  
 探测器 BJ3<"D{.*4  
— 视觉感知的仿真 #]1jvB  
— 高帽，转换效率，信噪比 %-fXa2  
 建模/设计 M .6BFC  
— 场追迹： y-H9fWi8Y&  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 om`B:=+  
Zl9  
2. 系统说明 j<!dpt  
qm/>\4eLt  
$2*_7_Qb  
:!t4.ko  
3. 建模&设计结果 s%R,]q  
k*2khh-  
不同真实傅里叶透镜的结果： ,aezMbg  
xC9?rLUZ  
`"ks0@^U  
;lE=7[UJ3X  
4. 总结 7wWx8  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 NL|c5y<r  
Pw]+6  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (5Q<xJ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Yg5o!A  
99:.j=  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 V!. Y M)B  
'$p`3Oqi  
应用示例详细内容 'z}9BGR!  
.,'4&}N}  
系统参数 M9fQ,<c<6  
6v scu2  
1. 该应用实例的内容 v]@ XyF\j8  
: i.5 <f  
"h1ek*(?<  
Xsanc@w)^C  
eV(.\Lj  
2. 仿真任务 O251. hXK  
@b 17jmq{  
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。 y[Dgyt  
F ]D^e{y  
3. 参数：准直输入光源 r@i)Sluf  
@mu{*. &  
y"Fu=  
WN|_IJR~  
4. 参数：SLM透射函数 yMkR)HY  
,@p4HN*  
E*T6kp^b  
5. 由理想系统到实际系统 XD6Kp[s  
Z3wdk6%:}  
:0%[u(  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。
27d
S.6  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Z;+;_Cw  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 5IzCQqOPgX  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 0wqw5KC  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 s+ *LVfau  
9_svtO]P  
nzAySMD_  


RFe>#o  
8N j}  
应用示例详细内容 OUN~7]OD%  
?G9DSk?6%Z  
仿真&结果 \jZmu  
sT iFh"8d>  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Cv>~%<  
n]w%bKc-9  
 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)。 w0yzC0yBk  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Oel%lY}m3  
 为优化计算加入一个旋转平面 "\~>[on  
fCs{%-6cP  
c?c"|.-<p  
F|VHr
@%  
2. 参数：双凸球面透镜 ZV5IZ&V!  
1p/_U?H:|  
%,S:^Rvv  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ~(c<M>Q8  
 由于对称形状，前后焦距一致。 6P(jc  
 参数是对应波长532nm。 N7 _
rVcDe  
 透镜材料N-BK7。 x>K,{{B)X  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 P()&?C  
1"<{_&d1  
y^X]q[-?  
VyIJ)F.c  
g[ @Q iy  
;u';$0  
3. 结果：双凸球面透镜 C^]UK  
\
:JY[s/  
|a\,([aU  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 hf)RPG&  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Kp;<z<  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 'wBOnGi6  
7oL:C  
>)>~S_u  
B/~ubw  
#~|esr/wf  
4. 参数：优化球面透镜 La7}zXx  
&d!ASa  
&=Y%4vq  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 CX{M@x3m  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 - ikq#L){  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 |`I9K#w3  
 透镜材料同样为N-BK7。 B.b sU  
3c`  
op&j4R  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 I.2>d_^<  
6l"4F6  
>k}Kf1I  
Ym-mfWo^#  
5. 结果：优化的球面透镜 3Dh{#"88  
ZM=eiJZ  
d(Yuz#Qcrh  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 5VN~?#K  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ~dsx|G?p  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6UPGE",u  
yaI jXv  
,mD$h?g  
J
Q]MkP  
6. 参数：非球面透镜 P^BSl7cT  
@Js@\)P79  
dr"@2=Z  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 rO,n~|YJ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 aMgg[g9>t  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 0|rd
I,z  
uy=<n5`oNG  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 kRiZ6mn  

 <j_  
$*9:a3>zny  
;Qlb].td  
#vcQ =%;O  
7. 结果：非球面透镜 V4gvKWc  
8vvNn>Q  
1
!ijRr  
 生成期望的高帽光束形状。 <ou=f
'  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 {\k:?w4  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 yyjgPbLN=  
,z$U=uo  
&y2DI"Ff  
[lj^lN8  
l_&T)Ei  
8. 总结 s:sk`~2<gd  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %bTXu1  
+|O&k  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 z-kB!~r  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~0{F,R.$  
RJOyPZ]  
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。 O~F8lQ  
l]P3oB}Yo  
扩展阅读 kQtnT7  
`lE8dwL  
扩展阅读 Rd+`b  
 开始视频 !ma'*X  
-     光路图介绍 &PEw8: TX  
 该应用示例相关文件： `vrLFPdO  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 mk?F+gh  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ::k/hP9.^  
|?uUw$oh  
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QQ：2987619807 h4? 'd+
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