[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) #1)#W6 h\  
应用示例简述 :pJKZ2B,  
1. 系统细节 H|%'$oWp  
 光源 .;J6)h  
— 高斯激光束 2F&VG|"  
 组件 <dWms`QcO  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -|DBO0q  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 % <1&\5f<5  
 探测器 w~AW( VX  
— 视觉感知的仿真
B<{Yj}..  
— 高帽，转换效率，信噪比 Oh=
E!  
 建模/设计 S*l=FRFI  
— 场追迹： #O1%k;BL  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ThiM6Hb  
_aP2gH  
2. 系统说明 ]?*'[  
{i"th(J$  
3D-VePM=`  
X
Xg~eu?  
3. 建模&设计结果 fB=j51Lw  
]KM3G  
不同真实傅里叶透镜的结果： bLsN?_jy  
fR&x5Ika0  
(zml704dI)  
=3;~7bYO  
4. 总结 {d '>J<Da  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 K''2
Jfm  
4?33t] "  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 x/L(0z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 T@R2H&L  
quL+UFuM  
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。 @(CJT-Ak  
lo
bC G  
应用示例详细内容 MLvd6tIv,  
[_-[S  
系统参数 $O^"OQ_@  
5 \iX%w@  
1. 该应用实例的内容 ('6sW/F*ab  
UO(?EELm  

J-ErG!  
2O(= 2X  
@MxB d,P  
2. 仿真任务 ,zOv-pH  
}qg.Go  
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。 FO:k >F  
.cK<jF@'  
3. 参数：准直输入光源 dO!B=/  
~COd(,ul  
glomwny  
MDauHtF,  
4. 参数：SLM透射函数 [j 'lB  
vAqVs5 j  
i#%!J:_=  
5. 由理想系统到实际系统 LAH.PcjPa  
8X#\T/U  
d`3>@*NR<  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 YhO-ecN  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 @a}\]R
En  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 aa&\HDh*  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ]6].l$%z#  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 lpnPd{kE  
X< 4f7;]O  
}8dS[-.  
rLE5fl5W  
>JHQA1mX  
应用示例详细内容 J3y4D}  
!"SuE)WM  
仿真&结果 #@:GLmD%  
bE1@RL  
1. VirtualLab中SLM的仿真 -d*je{c|  
f,VJfY?#  
 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)。 /-Y.A<ieN8  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 CD pLV:  
 为优化计算加入一个旋转平面 pwmH(94$0  
4||dc}I"E  
wZb77  
.9!?vz]1  
2. 参数：双凸球面透镜 h 6juX'V  
p9gX$-!pbG  
LfX[(FP  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 c=<5DC&p  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ]dL#k>$0q  
 参数是对应波长532nm。 ]]50c  
 透镜材料N-BK7。 kz^?!l)X0  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 UgD&tD0fp  
u.,l_D_  
Cn.x:I@r  
;` !j~  
3?s1Yw>?  
L~HL*~#d  
3. 结果：双凸球面透镜 5^C.}/#>F  
DwIX\9  
@WICA
C=  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 e2"gzZ4;g  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Qw.j  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 0l2@3}e  
2Z7r ZjXW  
UJk/Lxv  
aS&,$sR  
17+2`@vJgM  
4. 参数：优化球面透镜 15CKcM6  
lR0WDJv  
-}9>#<v  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 rfYFS96  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 b9TsuY  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 YxWA] yL  
 透镜材料同样为N-BK7。 +K7oyZg  
0 ![  
~JG\b?s  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5'S~PQka*  
ev9ltl{  
L(DDyA{bA  
P:fcbfH+  
5. 结果：优化的球面透镜 yR[htD`  
I3d!!L2ma  
Jq_AR!} %  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 O^KIB%}fu  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 !Hx[ `3  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 >6A8+=  
nP#|JRn=  
L<0eI
w  
MhZ\]CAs9  
6. 参数：非球面透镜 k.!m-5E  
2dnyIgi  
cCO2w2A[*  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 dQJ)0!B  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 -;j '=?  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 \&b1%Asyz  
UQ}#=[)2e  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 cA{7*=G?  
>
Qx :l#B  
@3Gr2/a  
tPaNhm[-q7  
90UZ\{">  
7. 结果：非球面透镜 bz|-x"qk  
k%%0"+y#a  
-d_7 q  
 生成期望的高帽光束形状。 mY&(&'2T"  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 nWFU8u%  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 lky5%H  
xL$7bw5fY  
x@? Y
S  
PIM4c  

dZ`c  
8. 总结 ph>0?Z =bn  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 q6EZ?bo{  
q}cm"lO$  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 _m*FHi  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 4x|\xg( l  
si#1sdR  
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。 bE6bx6=u  
S(PU"}vZy  
扩展阅读 q#\4/Dt  
GS+Z(,J>=  
扩展阅读 8 DPn5E#M1  
 开始视频 rmJ`^6V  
-     光路图介绍 v@Qf
xV2  
 该应用示例相关文件： {'z(  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 GD0Q`gWNe  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 mOfTq] @B  
PnZY%+[I  
jJyS^*.X  
QQ：2987619807 d8.A8<wUr