[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) $f>h_8cla  
应用示例简述 9szUN;:ZZ  
1. 系统细节 n VNz5B  
 光源 (Mzv"FN]  
— 高斯激光束 Hs6?4cgj  
 组件 c2E*A+V#u  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 &AUtUp kOo  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 PPpq"c  
 探测器 O%m\ Q1  
— 视觉感知的仿真 u$M,&Om  
— 高帽，转换效率，信噪比 Mn>/\e  
 建模/设计 "O (N=|b  
— 场追迹： ?Sj>b  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ^osXM`  
[uLwr$N<%L  
2. 系统说明 Acix`-<  
Vf*Z}'  
u2 a#qU5*  
`>1XL2  
3. 建模&设计结果 Bz+zEXBC  
'zo
] f  
不同真实傅里叶透镜的结果： ojva~mnFf  
nY)H-u^  
NNgpDL*  
?zP/i(1y  
4. 总结 .D8|_B  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 OL%KAEnD  
qdCcMcGt  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 V$?@ z>7  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '-KYeT\;  
Y?'Krw `  
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。 {VmJVO]S  
a +$'ULK+r  
应用示例详细内容 '$q=r x  
nDU=B.?E{O  
系统参数 U0J_ 3W  
/$=<"Y7&g  
1. 该应用实例的内容 I%<LLkQ  
, RKl  
G^%FP!'D?  
MW|*Z{6*  
)Vf!U"  
2. 仿真任务 g15~+;33N  
QW
QJSz5  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 1=@csO_yn  
cF V[k'F  
3. 参数：准直输入光源 o|cx?  
zB68%  
_c$F?9:  
PP-U.  
4. 参数：SLM透射函数 I<+i87=  
=pk5'hBAi  
+5i~}Q!  
5. 由理想系统到实际系统 AW<"3 !@  
 eQU~A9  
T B(K&3_D  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 1@:BUE;jZ  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 UP .4#1I  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 V'^E'[Dd{  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ]tx/t^&/\u  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 E=# O|[=  
w!|jL $5L  
Y/<`C  
*Roqie  
>[0t@Tu,D  
应用示例详细内容 `e[>S  
;k:17&:8ue  
仿真&结果 #V$h?`qhwr  
q@&6&cd  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Dq[Z0"8  
^61;0   
 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)。 ?1.WF}X'  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 q}|_]R_y  
 为优化计算加入一个旋转平面 5V*R
Dh  
f\vMdY  
(yK@(euG  
U ATF}x  
2. 参数：双凸球面透镜 %?X6TAtH  
g#%Egb1  
LsxRK5  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 QAzwNXE+  
 由于对称形状，前后焦距一致。 VOSq%hB  
 参数是对应波长532nm。 gvFs$X*^:  
 透镜材料N-BK7。 ]4onY>  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 -2B3 xIZJ  
%Y-5L;MI  
0.kC|  
Vji:,k=3\  
aQ*?L l  
s4`,
Z*H  
3. 结果：双凸球面透镜 ^{Fo,7  
Aa+<4 R  
{BY(zsl  
 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。 l T#WM]  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 i`}!<
{k  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 7/
zaf  
(L*<CV  
#.
{ddY{  
}R!t/8K  
@|:yK|6O  
4. 参数：优化球面透镜 "&C>=  
$It3}?>C'  
HX{K5+  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 F~sUfqiJ'  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ?sv[vR(  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 qVW3oj<2  
 透镜材料同样为N-BK7。 ws<pBC,m  
VG_xN
M  
to
;^'#B  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 22/"
0=2g  
.@0@Y  
T"3:dkQw  
'cqY-64CJZ  
5. 结果：优化的球面透镜 26}fB  
>d(:XP6J  
y@(EGfI  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 \M;cF"e-S  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 >Cam6LJ  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 8g {;o7  
67Ev$a_d"  
ITy/h]0  
m.FN ttkM  
6. 参数：非球面透镜 N;a'`l  
=zTpDL  
oB(9{6@N  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 .kTOG'K\e  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 7x]q>Y8T  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 {v"Y!/ [z  
X%5 `B2Wu  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 y@SI)&D  

D`fIw` _  
XQ2YUe]DJ  
X]
D:vuB  
BMtk/r/  
7. 结果：非球面透镜 ++eT 0  
CzIs_/  
 @{Dfro  
 生成期望的高帽光束形状。 p,tkVedR  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 yg4#,4---b  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 8|nc($}~  
>S8 n8U  
]Ot=At  
^Rtxef  
h8 FV2"  
8. 总结 hu>wcOt  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 s@E)=;!  
<\$?.tTZ{  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 $1Fn
jL5u  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [dXa
,  
4|4 *rhwp  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ^M\X/uq$E  
jxZf,]>T  
扩展阅读 ,J
=lHj  
qDqy9u:g  
扩展阅读 %<r}V<OeR  
 开始视频 noLr185  
-     光路图介绍 U5OFw+J  
 该应用示例相关文件： 5A^8?,F@  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 / U!xh3  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 HCx0'|J  
qO/3:-  
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QQ：2987619807 Igw2n{})w