[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) `:XrpD  
应用示例简述 Z ^tF  
1. 系统细节 `_{^&W WS  
 光源 b{o%`B*  
— 高斯激光束 K2glkGK  
 组件 F(i@Gm=J]  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 GX+oA]  
— 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 L-lDvc?5c  
 探测器 yF}l.>7D  
— 视觉感知的仿真 P+Ta|-  
— 高帽，转换效率，信噪比 nRmZu\(Ow|  
 建模/设计 OBCRZ   
— 场追迹： v~N8H+!d  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 SBY  
` qqUuFMM  
2. 系统说明 k]=Yi;  
@,RrAL}|  
'K=n}}&:  
[D=3:B&f  
3. 建模&设计结果  d
!%:Ok  
#lM :BO  
不同真实傅里叶透镜的结果： U[b$VZ}  
4Y[uqn[  
IZV D.1  
09{B6l6P  
4. 总结 i-'rS/R  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ZCZYgf@  
`4& GumG  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 IG1+_-H:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {[ j+y  
>900O4
  
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。 OYEL`!Q  
-o\r]24  
应用示例详细内容 T=|oZ  
fD#VI   
系统参数 h5-<2B|  
p-H q\DP  
1. 该应用实例的内容 _N5$>2  
!Qu)JR  
\Ze"Hv  
C<GS._V&  
er Cl@sq
 
2. 仿真任务 Br2ZloJ@+  
+j._NRXRH  
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。 Q Fv"!Ql  
1'dL8Y  
3. 参数：准直输入光源 H1H+TTZr  
15i8) 4h  
T/#$44
ub  
kETu@la}  
4. 参数：SLM透射函数 0^VA,QkQ\  
jFBLElE  
ssv4#8p3  
5. 由理想系统到实际系统 3"HpM\A{A=  
8S_i;  
;Jex#+H(:D  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 w\U fq  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 _q >>]{5  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 d7+YCi?  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 V#:`:-$$+  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 E"D+CD0  
] 8sVXZ  
0#~e KFy  
\e%H5Wx
  
sGjYL>*  
应用示例详细内容 ENwDW#U9  
x j6-~<  
仿真&结果 z\Vu`Yz  
tH0=ysf  
1. VirtualLab中SLM的仿真 "oX@Z^  
9*gD;)!  
 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)。 aZGX`;3  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 #M;Cw}pW  
 为优化计算加入一个旋转平面 }R#YO$J7  
=k#SQ/@  
u9Wi@sO#  
1*{` .  
2. 参数：双凸球面透镜 9ZjSM,+  
LMchNTL  
K4]c   
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 UxZT&x3=)}  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Vk/CV2  
 参数是对应波长532nm。 ]2kgG*^n"  
 透镜材料N-BK7。 bKsl'3~ k  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ^&iUC&8W  
1{B^RR.  
ZOGH.`  
SV;S`\i  
XJl2_
#  
{8Jr.&Y2  
3. 结果：双凸球面透镜 &]gw[ `  
7(<6+q2~  
*k:Sg*neVq  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 "f|\":\  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ^a~^$PUqI  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 MsMNP[-l  
A+d&aE}3V  

eIjn~2^  
b&s"/Y89  
#Jt9U1WbF  
4. 参数：优化球面透镜 h~rSM#7m  
fMaUIJ:Q9  
5/<?Y&x  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 n:cre}0.  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 f8um.Xnp6  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 d4h1#MK  
 透镜材料同样为N-BK7。 k 9 Xi|Yj  
V=}AFGC85  
|IL..C   
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "*O(3L.c-  
AL%H$I  
<%fcs"Mb  
{f;]  
5. 结果：优化的球面透镜 i;!#:JX  
k^-HY[Q9  
2Uf]qQ1  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 W$=MuF7R  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 #w3cImgp2  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 YK Nz[x$|  
< &[=,R0 @  
Q C?*O?~#  
;E0Xn-o_  
6. 参数：非球面透镜 5!Y51R^c  
ydFZ$W_}w  
N<V,5  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Yhu 6QyRV  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 $ftcYBZa  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 "I.PV$Rxl  
5(kRFb'31F  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 hawE2k0p(  
|U}al[  
/ 0Z_$Q&e  
A%S6&!I:(  
c%,~1l  
7. 结果：非球面透镜 X2PQL"`  
u\gPx4]4c  
nDLr17  
 生成期望的高帽光束形状。 =bm<>h7.)  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 }{<@wE%s  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 alM ^ X  
$agd9z,&m  
-s Iji)t  
yeQ6\yi  
8':^tMd  
8. 总结 HS!O;7s'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 /lBx}o'  
595P04  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 L$*sv.  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 FbRq h|  
;<q
v-$P  
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。 T@c{5a  
Z
6G>j  
扩展阅读  p]z *  
afEhC0j  
扩展阅读 {MK.jw9/  
 开始视频 u Ey>7I  
-     光路图介绍 z&!n'N<C  
 该应用示例相关文件： B16,c9[  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ]<\FtH  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 QAiont ,!  
__Ei;%cV  
G[7Z5)2B  
QQ：2987619807 /DPD,bA