[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) ze`1fO|%  
应用示例简述 zVSx$6eiU  
1. 系统细节 ^>C11v  
 光源 +'%@!  
— 高斯激光束 C:]s;0$3'9  
 组件 Pm4e8b  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 H&M1>JtE  
— 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 t/}L36@+  
 探测器 \tY"BC4.  
— 视觉感知的仿真 {Fbg]'FQ
 
— 高帽，转换效率，信噪比 geksjVwP
H  
 建模/设计 tR kF   
— 场追迹： JIzY,%`\  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 6?N4l ]l  
z~,mR
gc$B  
2. 系统说明 $9K(F~/  
|^R*4;Phe  
<3A0={En  
Y9
F)`17  
3. 建模&设计结果 (S`6Q  
NmJ`?-Z  
不同真实傅里叶透镜的结果： Ly;I,)w  
#%:c0=  
h4_b!E@  
l3.  
4. 总结 qj&bo  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ',7a E@PJ  
kY"KD22a  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 mzWP8Hlw  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >!L&>OOx  
g+xw$A ou  
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。 .wmnnvtl,  
DECB*9O^  
应用示例详细内容 Oe51PEqn  
VPt9QL(  
系统参数 >{C\H.N  
?7 \\e;j}  
1. 该应用实例的内容 Q$~n/  
Bq@zaMv  
b O=yi)  
P ZxFZvE  
.63=(o  
2. 仿真任务 Ha%F"V*  
LH2PTW\b!6  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 X8i(~ B  
]N^*tO  
3. 参数：准直输入光源 ib$nc2BPb  
j?6X1cMq  
$d/&k`  
-Fxm
si  
4. 参数：SLM透射函数 9@K.cdRjQ  
bU
Z_UW  
TJ(K3/)Z  
5. 由理想系统到实际系统 H6K`\8/SeN  
S|em[D[Y^  
rkB'Hf  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 KL
 [ek  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 C$d>_r  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 }^-<k0A4?  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 cK@jmGj+  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 h5"Ov,K3[  
fY,|o3#  
~6aCfbu%V  
D\1k.tI  
\( )#e  
应用示例详细内容 "5Uh<X  
^e Gue  
仿真&结果 2;$k(x]  
R"AUSO|{  
1. VirtualLab中SLM的仿真 :7g=b%;  
x%N\5 V1  
 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)。 w%y
\dIeI'  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 X^@I].  
 为优化计算加入一个旋转平面 pZ(Fx&fy  
O(z}H}Fv  
?4 S+edX  
-%CoWcGP  
2. 参数：双凸球面透镜 ]Mi.f3QlO6  
e:w&(is  
_[K"gu  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 l;A,0,i  
 由于对称形状，前后焦距一致。  \ %=9  
 参数是对应波长532nm。 Q=uRKh  
 透镜材料N-BK7。 1ocJ+  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 1f'Hif*r_X  
k]A8% z  
L';MP^  
D${={x  
d[D&J  
m#vL*]c}  
3. 结果：双凸球面透镜 69K{+|  
n5-)/R[z  
+rXF{@ l  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 !7bw5H  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 iRV~Il#~!  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 .|qK+Hnc  
@|}BXQNd  
v``-F(i$  
U69u'G:  
=&wmWy  
4. 参数：优化球面透镜 {c?JuV4q?  
Ny- [9S-<  
 +=q)  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。  p?D2)(  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 /iC;%r1L  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 xo}b= v  
 透镜材料同样为N-BK7。 z4#(Ze@u~_  
Kv'n:z7Md  
IP
`6bMd  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;22l"-F  
Uxfl_@lJ  
'ly?P8h  
im7nJQ^H$q  
5. 结果：优化的球面透镜 [D-Q'"'A  
2aw&YZ&Xo  
.d;Iht,[  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 1"7Sy3  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 >(w2GD?  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 le+R16Z
 
?bZovRx  
s>k Uh  

*[ #;j$m  
6. 参数：非球面透镜 \<Sv3xy&O  
PWRy7d  
Hs?e0Z=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。 eI.2`)>  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 -9
!.m  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 RIu~ @  
f4-a?bp  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 FGO[ |]7IN  
p.}Ls)I  
^,l_{  

T_b^ Tc`  
bNFLO Q  
7. 结果：非球面透镜 YprHwL  
|(moWY=  
Uz cx6sw  
 生成期望的高帽光束形状。 ETp%s{8  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 }i{sg#  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Sxdsv9w  
`Y-|H;z  
!USd9  
~\x:<)  
} VJfJ/  
8. 总结 k#[F`  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 *k"|i*{  
M/x>51<  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 JN^&S  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 :m86 hBE.  
}:0uo5B7  
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。 *Av"JAX  
[."[pY  
扩展阅读 DD" $1o"  
zR!o{8  
扩展阅读 ?JL7=o X  
 开始视频 y/e2l  
-     光路图介绍 ^F?&|clM/  
 该应用示例相关文件： E?(xb B  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 e8YMX&0%  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ,-x!$VqS  
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Oj<S.fi  
QQ：2987619807 dU\%Cq-G)