[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) 0Zp<=\!;  
应用示例简述
(\AszLW  
1. 系统细节 Y }g6IK}  
 光源 eN7yjd'Y6  
— 高斯激光束 +LU).  
 组件 07E".T%Ts  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 iI/'!85  
— 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 j2C^1:s@m  
 探测器 OHXeqjhy  
— 视觉感知的仿真 Sd/d [  
— 高帽，转换效率，信噪比 jAK`96+D~b  
 建模/设计 A`mf 8'nTG  
— 场追迹： p%i .(A  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 jDkc~Wwa  
qoyGs}/I8  
2. 系统说明 zv3<i (  
".7
KEnx  
e^K=8IW  
PSt|!GST  
3. 建模&设计结果 B3i=pcef  
I "+|cFq.  
不同真实傅里叶透镜的结果： n ;$}pg~  
E].a|4sh  
j4hUPL7  
7dL=E"WL  
4. 总结 trNK9@wT)  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 I n%yMH8  
IBsO  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 {:q9:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 . KSr@Gz  
P^W
$qy|  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 P#'DGW&W0  
xsypIbN  
应用示例详细内容 H'(o}cn7~  
1=cfk#  
系统参数 fCo2".
Tk  
#._6lESK  
1. 该应用实例的内容 4~J1pcBno%  
BsG[#4KM:  
R^w >aZoJ  
,)\5O0 D6  
ry<}DK<u  
2. 仿真任务 #esu@kMU`  
J}`$WL:  
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。 7'
l{I'Z  
[,V92-s;N  
3. 参数：准直输入光源 iPi'5g(a   
_|V+["IS  
t7`Pw33#kY  
pHbguoH,  
4. 参数：SLM透射函数 lbXkZ,  
p[+me o  
Yoym5<xE  
5. 由理想系统到实际系统 [[Eu?vQ9R  
At_Y$N:
 
J##X5'a3*  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 /bj`%Q.n  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ,lGwW8$R  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 =kkA  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 |gxB; GG  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 mI*>7?  
4BL,/(W] x  
9'r3L)[  
a[9OtZX<  
* =N6_  
应用示例详细内容 n\NDi22  
"S} hcAL/  
仿真&结果 ,,-3p#Pbw  
w)c#ZJHG  
1. VirtualLab中SLM的仿真 "k@/Z7=  
Cjb p-  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 yxq!.72  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 .aRxqFi_  
 为优化计算加入一个旋转平面 y#W8] <dS"  
#j5^/*XW  
!a&F
:Fbm  
q\=[
v  
2. 参数：双凸球面透镜 9Qd'=JQl  
LOo#  
AR2+W^aM3  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 #FM 'S|  
 由于对称形状，前后焦距一致。 90I3_[Ii  
 参数是对应波长532nm。 =!Cvu.~},  
 透镜材料N-BK7。 <]`2H}*U'  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 |n%N'-el  
u _^=]K;  
yXmp]9$  
j;vaNg|v
Q  
~1!kU4  
~hX'FV  
3. 结果：双凸球面透镜 9e6{(  
X28WQdP,7  
$5[RR  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。  8eLL  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 >,1LBM|0u  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 06O  
(9%%^s]uPT  
zYJxoC{  
(J#3+I  
p.olXP  
4. 参数：优化球面透镜 zvg&o)/[  
yh!vl&8M  
Fb-TCq1y#  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 } 4^UVdz  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 iDN,}:<V  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 W5{e.eI}|  
 透镜材料同样为N-BK7。 1j(,VW  
0^^i=iE-u  
bp_@e0  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 sP!qv"u  
"yk%/:G+  
,|/$
|$'  
vA`.8U 0S  
5. 结果：优化的球面透镜 \x}UjHYIc&  
XjNu|H/  
b.+\qaR  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 eU0-_3gN_  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 4dAhJjhgD  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 +J9lD`z  
~Otf "<  
`}l%Am  
}vIm C [  
6. 参数：非球面透镜 h'+ swPh  
xOlkG*3c  
CXA8V"@&b/  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 0XNb@ogo  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 :z7!X.*  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 3[4]
G@  
JZ [&:  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +l\Dp  
Heu@{t.[!D  
4j5 "{  
w.\:I[  
Yaqim<j  
7. 结果：非球面透镜 HYS7=[hv6  
&V$R@~x  
(ydeZx
 
 生成期望的高帽光束形状。 9)qx0  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 YuZnuI@m9  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 AyDK-8a  
\=JKeL|6[S  
3 0Z;}<)9  
hpU7
 
eJ'ojc3  
8. 总结 ~p.23G]x  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 smggr{-  
p|%)uA3'/  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .?qS8:yA  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 gd*\,P  
OA;L^d  
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。 _]g6 3q  
n"JrjvS  
扩展阅读 VQyDd~Za  
J{Jxb1:c  
扩展阅读 WG,{:|!E  
 开始视频 %/7`G-a.B  
-     光路图介绍 j,Y=GjfGM  
 该应用示例相关文件： /D12N'VaE  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 " 1Bn/Q  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 N.]8qz
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QQ：2987619807 <}evOw2