[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) H^VNw1.   
应用示例简述 +:IwP  
1. 系统细节 |)Q#U$ m  
 光源 H%nA"-  
— 高斯激光束 VW$a(G_h  
 组件 Rudj"OGO  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 65HP9`5Tm  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 y[D8rFw  
 探测器 .83{NF  
— 视觉感知的仿真 <:n!qQS6  
— 高帽，转换效率，信噪比 s~z~9#G(6  
 建模/设计 .jXD0~N8q  
— 场追迹： '%H\k5^  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ]ZMFK>"^%  
l.@v@T(/  
2. 系统说明 [$Dzf<0  
{4y#+[  
rWP -Rm  
tk5zq-/d  
3. 建模&设计结果 xg^Z. q)d  
CE|iu!-4  
不同真实傅里叶透镜的结果： f@j)t%mh  
zao=}j?  
A_4.>g  
!RXG{1:  
4. 总结 baO'FyCs9&  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 rjo1  
svaclkT=  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 t:O"t G  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 joRrsxFU  
n^t!+  
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。 Wik8V0(  
W5^<4Ya!  
应用示例详细内容 ;:]#Isq  
P3k@ptc-K  
系统参数 uxOeD%Z>  
FK+`K<  
1. 该应用实例的内容 vTl7x  
JW}
O`H9  
E]0}&YG  
@2;/-,4O  
,\RZ+kC>~  
2. 仿真任务 fEB&)mM  
fZtuP1-4  
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。 1EemVZdY  
1!
=^mu8  
3. 参数：准直输入光源 q2e=(]rKE{  
P?o|N<46  
*DcB?8%  
di4>Ir~]  
4. 参数：SLM透射函数 v;o/M6GL5  
]ft}fU5C1  
VsQ~Y,7  
5. 由理想系统到实际系统 wj2z?0}o  
VK>Cf>  
[vTk*#Cl4  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 I/hq8v~
S  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 aCF=Og  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 GO]5~4k  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 skP'- ^F~  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 b[rVr J  
C0}@0c  
H7{I[>:  
gLK_b;:  
sW&5Mu-  
应用示例详细内容 B2^*Sr[  
#GuN.`__n,  
仿真&结果 z(n Ba]^[F  
uZml.#@4  
1. VirtualLab中SLM的仿真  =$-+~  
Q;?rqi ,  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 "O/ 6SV  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 isU4D  
 为优化计算加入一个旋转平面 NHQi_U  
ez14f$cJ+  
)wNcz~ Y  
dT7!+)s5-  
2. 参数：双凸球面透镜 [.'9Sw  
rlQ=rNrG&E  

KA? J:  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 uqvS  
 由于对称形状，前后焦距一致。 *t300`x
  
 参数是对应波长532nm。 \IP 9EFA  
 透镜材料N-BK7。
kfgkZ"9  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 9/JBn
 
?k^~qlye  
_>E=.$  
:E.T2n
a  
Nj{;  
FGzn|I  
3. 结果：双凸球面透镜 w/e?K4  
lkW5<s_  
tu's]3RE  
 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。 E1s~ +  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 UaB2vuL*=  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 @^.o8+Pp  
ldnKV&N  
bTMgEY  
TPn#cIPG  
7$mB.\|  
4. 参数：优化球面透镜 \U>|^$4 #5  
(SMk!b]}  
H.< F6  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Zi}jf25  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ue*o>iohB  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 "fC>]iA8I  
 透镜材料同样为N-BK7。 LKBh{X0%(  
c{j)beaS  
u\(>a  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <
;*w97n  
^<3{0g-"AW  
T037|k a{  
_p'u!.a?!  
5. 结果：优化的球面透镜 ^% L;FGaA  
gwbV$[.X  
B,]
AfH  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 +g;{c+Kw:  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 7Vuf4Z5  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 HWFLu  
1\J9QZX0  
29zMs9oKPP  
Dq-[b+bm  
6. 参数：非球面透镜 [ldBI3  
=7[}:haB{  
cRE6/qrXGg  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 S9[Y1qH>K  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 NA$%Up  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 R$`%<Y3)  
\,#;gS"  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 B`YD>oCN  
~~@dbB  
fw5+eTQ^  
?6UjD5NkX  
#jsN  
7. 结果：非球面透镜 h]vEXWpG]  
-EP(/CS!  

!>f:wk2  
 生成期望的高帽光束形状。 5"ooam3  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 RKZBI?@4  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 1je/l9L  
ZYt1V"2VJ  
$)$_}^.k  
4 !m'9  
0oZZLi  
8. 总结 T[<554  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 S$gLL kD1  
q/Zs]Gz  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 N)PkE>%X  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `KZu/r-M9  
N,UUM|?9_  
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。 zK>m4+)~  
^CgN>-xZ?#  
扩展阅读 _SkiO}c8  
;NQ}c"9  
扩展阅读 L9oLdWa(C  
 开始视频 -q8l"i>h=  
-     光路图介绍 BLAF{vVaf  
 该应用示例相关文件： ^j@+!A_.Q  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 $@l=FV_;  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 .IM]B4m  
B@S~v+Gr  
eSHsE3}h  
QQ：2987619807 #^yOW^