[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) JWH}0+1*  
应用示例简述 Mt-y{*6!k  
1. 系统细节 &W|
'rA'r  
 光源 Q_M2!qj  
— 高斯激光束 )3z.{.F  
 组件 /kNr5s  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 pE15[fJ`  
— 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 5.5dB2w  
 探测器 W6~<7  
— 视觉感知的仿真 a0
8B8  
— 高帽，转换效率，信噪比 #N,\c@Gy  
 建模/设计 A5 8i}G9  
— 场追迹： =XudL^GF  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Yo(8mtYU  
q;Qpd]H  
2. 系统说明 *)u
_m h  
hq\KSFP  
e`8z1r  
GTJ\APrH  
3. 建模&设计结果 0D0#*J  
5C{X$7u  
不同真实傅里叶透镜的结果： PMkwY{.u  
@AVx4,!>[  
d|DIqT~{W  
Zw"6-h4  
4. 总结 bncK8SK  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -hhE`Y  
9-pd{Z~l  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 QDxLy aL  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 vad" N  
t1IC0'o-  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 lm-ubzJN  
y$\K@B4  
应用示例详细内容 f{^n<\Jh  
^!Bpev  
系统参数 KAEf4/  
zM[WbB+"m  
1. 该应用实例的内容 1NJ*EzJ~?  
1&wZJP=  
nc@ul')  
_H:SoJ'  
5nf|CQH6?  
2. 仿真任务
C|z`hNp  
w_A-:S 5C
 
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。 lWnV{/q\X  
& }k=V4L  
3. 参数：准直输入光源 QF-.")Z  
V<ODt%  
4+l7v?:Pr  
9HP)@66  
4. 参数：SLM透射函数 1Kwl_jf  
zA( 2+e 7  
V@cRJ3ZF  
5. 由理想系统到实际系统 S,Tm=} wj  
a$;+-Y  
LnR3C:NO k  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 t*Lo;]P  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 !.3 MtXr  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 S2j7(T;~YB  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 X,T^(p  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 uiHlaMf  
?9=yo5M}  
hRc\&+#/  
rKi)VVkx_  
) e;F@o3  
应用示例详细内容 ]T zN*6o  
B%'Np7  
仿真&结果 mc9$"  
YXD1B`23  
1. VirtualLab中SLM的仿真 !gJAK<]iW  
W,wg@2  
 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)。 j7"E0Wc^o_  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 EcwHO  
 为优化计算加入一个旋转平面 |bd5a
RS9  
?]5wX2G^|J  
hM>xe8yE  
<NS=<'U  
2. 参数：双凸球面透镜 w8{deSdfP  
Vvv -f  
A$1pMG~as  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Prjl ;[I}  
 由于对称形状，前后焦距一致。 )%#hpP M^  
 参数是对应波长532nm。
s,` n=#  
 透镜材料N-BK7。 6p1TI1(  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 X Phw0aV  
CGv(dE,G&]  
\a|gzC1
G  
8U\ +b?}  
})&0
e:6  
s'LG3YV-<  
3. 结果：双凸球面透镜 C"0gAN  
~Bu~?ZJmd  
TXrC5AJx  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 !pDS*{)E  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 `=CF |I  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ]YOQIzkL4}  
:_^9.`  
>1joCG~  
9rA3qj%  
q$EVd9aN  
4. 参数：优化球面透镜 P#EqeO  
1b_->_9  
39k P)cD  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 #uey1I@"9  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 0imz}Z]  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 nNQ\rO  
 透镜材料同样为N-BK7。 >8>.o[Q&  
4H\O&pSS
 
-B`;Sx  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 HjV^6oP  
>n` OLHg;  
EaP#~x  
ODEy2).  
5. 结果：优化的球面透镜 X)nOY*  
WpmypkJA#  
ybYSz@7  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 7Y#b7H  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 YW/<. 0rI  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 sav2.w  
~vF.k,  
-$T5@  
gHox{*hb[  
6. 参数：非球面透镜 MJ92S(  
K-vso4@BJ  
-u8@ .  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 f_z2d+  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 =}Cb?C[;  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 RNi&OG(  
59EAqz[:  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 RmzK?muk  
'{7A1yJnY%  
xRaYm  
^[id
8  
x,p|n  
7. 结果：非球面透镜 kxf'_Nzy  
H;$w^Tr  
XP(q=Mw  
 生成期望的高帽光束形状。 XeZv%` ?  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 KDn`XCnk,  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 (tVY /(~#  
@j^qT-0M  
`qfVgT=2  
'fg`td  
BJ&>'rc  
8. 总结 67n1s  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 if`/LJsa  
Hq%`DWus\  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .Qi`5C:U  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 s"sX#l[J  
sAnH\AFm  
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。 my04>6j0  
YemOP9  
扩展阅读 J@R+t6$3O  
@l@lE0  
扩展阅读 z:fd'NC  
 开始视频 gzC\6ca
 
-     光路图介绍 nbOMtK  
 该应用示例相关文件： NghQ#c  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 @AyC0}  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 3Um\?fj>}(  
wuh$=fya  
dXdU4YJX  
QQ：2987619807 .Q?AzU,2D