[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) TY %zw6 #p  
应用示例简述 b<~8\\&  
1. 系统细节 8b]4uI<  
 光源 7afG4 (<k  
— 高斯激光束 n5UUoBv  
 组件 ,:L^v
G@*  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 7<e}5nA/  
— 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 -+1O*L!  
 探测器 0~RD@>]  
— 视觉感知的仿真 hDB(y4/  
— 高帽，转换效率，信噪比 5Z; 5?\g  
 建模/设计 LJPJENtFIs  
— 场追迹： Fy<:iv0>t  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 eo4z!@pRN  
W7uX  
2. 系统说明 )4B`U(%M~  
X/:
V{2  
: H;S"D  
ux1(>  
3. 建模&设计结果 EIQ3vOq6  
i4i9EvWp  
不同真实傅里叶透镜的结果： &Hp*A^M  
4y3c=L No  
^uUA41o`eJ  

V? tH/P  
4. 总结 DL4`j>2Ov  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 WM|G/'q  
Gn^lF7yE  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *w*K&$g  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 QK6_dIvDz  
t adeG  
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。 `K+%/|!  
O-V]I0  
应用示例详细内容 9:@Xz5  
2! ,ndLA  
系统参数 [XI:Yf  
0;><
@{'  
1. 该应用实例的内容 ?sdSi--  
lq_UCCnv5  
auAz>6L  
D1-/#QN$1  
M&/4SVBF  
2. 仿真任务 ._tEDY/1m  
<t(H+ykh  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 akr2Os  
mB>0$l y  
3. 参数：准直输入光源 5<*ES[S  
*cWHl@4  
98u@X:3  
U=KUx  
4. 参数：SLM透射函数 ;yNY/  
"Y:>^F;  
!c)F;  
5. 由理想系统到实际系统 )tJaw#Mih  
C)i8XX  
Tf5m YCk  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 uVD^X*  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Rq+7&%dy  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 DjK7_'7(L  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Sw E7U~  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ,^e2ma|z  
W"@'}y  
h@O\j
&#  
?m~1b_@A{  
T;BFO5G@  
应用示例详细内容 M.dX;iM<  
}U'9 d#N  
仿真&结果 hzqgsmT)
 
N,XjZ26  
1. VirtualLab中SLM的仿真 VOr:G85*s  
8%;Wyqdf]  
 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)。 }X8P5c!\  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 (=u!E+
N  
 为优化计算加入一个旋转平面 .u ikte  
V Zbn@1  
*ilVkV"U  
_/Ve~( "  
2. 参数：双凸球面透镜 3HuocwWbz  
L7<30"7  
o9|
OL  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 %pxJ27Q  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ^C~_}/cZ  
 参数是对应波长532nm。 F;`c0ja]  
 透镜材料N-BK7。 mgH~G
Kf^  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 A405igF  
1mtYap4  
7t<h 'g2  
9C?SEbC  
+UOVD:G  
jcJ@A0]  
3. 结果：双凸球面透镜 pe,y'w{  
93.\.&L\  
?QKDYH(  
 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。 O{3X`xAf  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 6FUcg40Y  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 r$4d4xtK  
PhuHfw4$y,  
dR
=sdqS#J  
(5Q<xJ  
Ii}{{1N6  
4. 参数：优化球面透镜 99:.j=  
)d3C1Pd>  
(p#c p  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ~kV>nx2  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 k1g-%DB  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Kp7)my  
 透镜材料同样为N-BK7。 6:}n}q,V  
X6B,Mply  
oVP,ar0G  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ~eP~c"L  
U:7w8$_  
UzSDXhzObf  
KY<
$+/B!  
5. 结果：优化的球面透镜 JDa_;bqL  
*^{j!U37s  
'-f` 5X  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 t5b cQ@Y  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 uIO?4\s&G  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 J80&npsO  
i4>M  
z7?SuJ  
)R<93`q  
6. 参数：非球面透镜 v0\M$@N[  
cCZ$TH  
R(_WTs9x4  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 .#tA .%  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 p;, V  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 YVF@v-v-,  
 =v?V  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5IzCQqOPgX  
^j.3'}p  
p;o"i_!  
=C(BZ+-^  
Sa)L=5Nr  
7. 结果：非球面透镜 hB>FJZQ_  
sng6U;Z  
_(=g[=Mer  
 生成期望的高帽光束形状。 O['[_1n_u]  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 gL| 9hvHr[  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 B&KIM{j\  
)Mflt0fp  
d5 ]-{+V+  
n]w%bKc-9  
32j#kJW  
8. 总结 AGwdM-$iT  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 AYoTCi%7E  
4R01QSbd  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Wo9=cYC)  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ]CU)#X<J  
7?_gm>]a  
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。 1:DA{e
jS  
1p/_U?H:|  
扩展阅读 %,S:^Rvv  
~(c<M>Q8  
扩展阅读 1z,P"?Q  
 开始视频 X?r$o>db  
-     光路图介绍 . Z9c.E{  
 该应用示例相关文件： 6PWw^Cd  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 .hf%L1N%F  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 "f3mi[  
/a}N6KUi  
D&N3LH  
QQ：2987619807 D7thLqA