[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) :+=*  
应用示例简述 IW#(ICeb  
1. 系统细节 6p@ts`#  
 光源 Txh;r.1e  
— 高斯激光束 <b\urtoJ  
 组件 3{l"E(qqZ  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 T,fz/5w  
— 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 'nno)kQ"  
 探测器 `jHGNi  
— 视觉感知的仿真 Vh8uE  
— 高帽，转换效率，信噪比 &M!:,B  
 建模/设计 ]*|K8&jxl  
— 场追迹： \);rOqh  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Sf8d|R@O  
O2e"TH3  
2. 系统说明 nGVqVSxKT  
Ydx5kUJV<  
{JgN^R<5<f  
Kf4z*5Veqr  
3. 建模&设计结果 f-<6T
 
UU;:x"4  
不同真实傅里叶透镜的结果： EHZSM5hu  
%8Z,t+'  
v`&Z.9!Tz^  
8(}sZ)6  
4. 总结 :m\KQ1sq  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1GdD  
]YP?bP,:  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
g$b*#  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 : [y(<TLw  
hbeC|_+   
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 * 5n:+Tw(  
^U}0D^jDeE  
应用示例详细内容 pQNFH)=nw  
"}! rM6 h  
系统参数 Z3dd9m#.]  
eW0=m:6  
1. 该应用实例的内容 meR2"JN'  
_LNPB$P  
N6;Z\\&0^q  
7o. 'F  
}H=OVbQor  
2. 仿真任务 ">3@<f>  
cy4'q?r  
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。 dI-5%Um  
QGd- 9UEA]  
3. 参数：准直输入光源  >9`ep7  
WFP\;(YV  
lG9ARRy(=  
)*
ckJK  
4. 参数：SLM透射函数 DOe
KW  
M-N2>i#  
h>:RCpC  
5. 由理想系统到实际系统 ItADO'M  
$8k_M   
T;@>O^  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Wi^rnr'Ss  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 K*$#D1hG  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Wg^cj:&`u  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Ib!rf:  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 2-aYqMmT;  
u9w&q^0dqG  
v\,%)Z/  
2<Bv=B  
 2p>SB/  
应用示例详细内容 Cg pT(E\E  
I!gj;a?R  
仿真&结果 ,<b|@1\k  
-P>=WZu  
1. VirtualLab中SLM的仿真 fhKiG%i'l  
\_nmfTr
!K  
 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)。 8"mW!M  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 .A)Un/k7  
 为优化计算加入一个旋转平面 @BUqQ9q:  
I^(#\vRW  
}Y`<(V5:  
2F@)nh  
2. 参数：双凸球面透镜 ?VQLY=?  
u3mT
l  
siYRRr  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 h6y4Ii  
 由于对称形状，前后焦距一致。 vUe *  
 参数是对应波长532nm。 <[:7#Yo g  
 透镜材料N-BK7。 ih |Ky+!  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Uy5!H1u  
~h0BT(p/  
 x9"4vp  
;+34g6  
_/~ ,a  
9,f<Nb(\  
3. 结果：双凸球面透镜 `(/saq*  
qlITQKGG  
AAq=,=:R<  
 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。  ;c Co+(  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 DnsP7k.8T  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 8KwCwv  
"C.7;Rvkp>  
UXPegK!  
[[]SkLZHg  
!{tiTA  
4. 参数：优化球面透镜 s^YTI\L \  
_T|H69 J  
4bev*[k  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 %m{.l4/!O  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 C]yQ "b  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 76A>^Bs\/  
 透镜材料同样为N-BK7。 _b_?9b-)D  
1D
ya?}3  
5 k%9>U%$  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 bk"k&.C^+  
@D~+D@i$TW  
N1N{Ol'  
$dh4T";  
5. 结果：优化的球面透镜 &49$hF g6"  
? x"HX|n  
 [AZaT  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 u}}9j&^Xa  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。
guOSO@  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 (y~la
W!  
=v4r M0m,  
.blft,'  
mPfUJ#rS  
6. 参数：非球面透镜 poQdI?ed,  
+ sywgb)  
Z@,PZ  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ~z K@pFeH  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ^{*f3m/
 
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 (#bp`Kih  
}#OqU# q|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 'ZC}9=_g  
b-BM"~N'  
|ck ZyDA  
,9Z2cgXwJ  
q11QAx4p  
7. 结果：非球面透镜 yS)-&t!;  
slge+xq\J  
-jxWlO  
 生成期望的高帽光束形状。 B)rr7B  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Wm)-zvNY;  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Z .bit_(  
7a:*Y"f,~  
,](v?v.[4  
"*w)puD  
<mZrR3v'D  
8. 总结 ',sQ/#S  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 QJ#u[hsMFp  
"7kgez#Y  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 'h^-t^:<>b  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \D,M2vC~G  
Ht|",1yr+  
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。 #
vj#! 1  
[,<\RviI  
扩展阅读 tw'hh@7-Y  
S<eZd./p6  
扩展阅读 @7
@e`b?  
 开始视频 8:HSPDU.  
-     光路图介绍 R:w%2Y  
 该应用示例相关文件： k,,!P""  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 K85_>C%g  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 d7"U WY^  
&Y,Q>bu  
:[Qp2Gg O\  
QQ：2987619807 |N:MZ#};