[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) T%VC$u4F  
应用示例简述 OU/PB  
1. 系统细节 CM!bD\5  
 光源 roVGS{4T\  
— 高斯激光束 .?@$Rd2@W  
 组件 L:}hZf{p*  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 _r?H by<b  
— 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
k-*H=km  
 探测器 \L<Hy)l  
— 视觉感知的仿真 q~T*R<S  
— 高帽，转换效率，信噪比 |Q@4F&k  
 建模/设计 _RST[B.u6  
— 场追迹： 69p>?zn  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 zw_Xh~4"b  
Cz#0Gh>1  
2. 系统说明 +%UfnbZ  
K_G(J>  
f)Z$,&  
L(fOe3 v  
3. 建模&设计结果 &l/2[>D%4  
pi7W8y  
不同真实傅里叶透镜的结果： L 1H!o!*  
H"=%|/1M0  
AD_")_B|i  
nxS|]  
4. 总结 ;%0$3a  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1~zzQ:jAZ  
1I{vBeMj  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 zn@<>o8hU  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 }~DlOvsq  
Pv|g.hH9m  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 mCb(B48]%X  
Ej~vp2  
应用示例详细内容 sf<S#;aYqn  
=\"88e;b2  
系统参数 J<'[P$D  
{E@Fk,  
1. 该应用实例的内容 >-*rtiE  
U0 nSI  
2!Yq9,`  
@tGju\E"o  
WYSqnmi  
2. 仿真任务 ;|}N\[fk%]  
sEkfmB2J/  
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。 NvW`x  
_2xNio&  
3. 参数：准直输入光源 Z$LWZg  
B52n'.  
t~]n"zgovz  
=(2y$,6g?  
4. 参数：SLM透射函数 (H5nz':  

X'Q?Mh  
I!eu|_cF  
5. 由理想系统到实际系统 c!*yxzs\  
.ZQD`SRrI  
p!B&&)&db  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ]9qY(m  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 gB|>[6  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 FjR/_GPo6  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 xY4g2Q J  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 IJa6W`}  
0)F.Y,L  
E:vgG|??  
P1C{G'cR  
iMjoatt  
应用示例详细内容 -Pt.  
)l?1dR:sP  
仿真&结果 7.)kG}q]  
%hDx UZ#0  
1. VirtualLab中SLM的仿真 !z?&  
A.tXAOM(VW  
 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)。 $~7uDq  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 mxD]`F  
 为优化计算加入一个旋转平面 I
R JN  
-&q@|h'  
[l44,!Z
&  
f euATL]  
2. 参数：双凸球面透镜 X1*f#3cm#  
WbJ|]}hJ\  
q)j b9e   
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 +FomAs1*f  
 由于对称形状，前后焦距一致。 \ SCi\j/a(  
 参数是对应波长532nm。
mR,w~wP  
 透镜材料N-BK7。 n8 UG{. =  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ^AhV1rBB  

_E %!5u  
K@%o$S?>z_  
ly[j=vBV  
7N:3  
w#6)XR|+,.  
3. 结果：双凸球面透镜 Ec/&?|$  
/U$5'BoS  
hgg8r#4q  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 { 9:vq|  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 A@uU*]TqJ8  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 hGU  m7  
,J6t 1V  
8k{Kn
H  
'4
KN  
"DO|B=EejP  
4. 参数：优化球面透镜 o|G'vMph  
p=!12t  
-kF8ZF  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 bv^wE,+?o  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 <-6f}wN  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 :6gRoMb]  
 透镜材料同样为N-BK7。 m!5MGq~  
gmqA 5W~y  
V15/~  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^'%Q>FVb  
&|-jU+r}B  
MgO_gFr  
A)#w~X4  
5. 结果：优化的球面透镜 ~xLo0EV"  
;nq"jm  
#<K'RJ
n  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ;fW`#aE  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 {S@gjMuN  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 EtnuEU  
E-jJ!>&K  
WA6re
Z  
`h%K8];<6f  
6. 参数：非球面透镜 d>gQgQ;g  
s6F0&L;N&  
~9y/MR  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 HTLS$o;Q  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 *Sg6VGP  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ."Kp6s`k  
DHg)]FQ/  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;V?3Hwl  
k4d;4D?  
wP7 E8'  
aX,6y1  
.sjv"D"  
7. 结果：非球面透镜 tdHeZv  
wRdN(`;v  
j[,XJ,5=  
 生成期望的高帽光束形状。 Bz(L}V]\k  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 eZ]>;5  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 e45)t}'  
m*wDJEKo  
KVevvy)W  
:9DyABK=Cv  
/PVx  
8. 总结 c|@OD3w2lM  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Dz,|sHCmk  
SdF+b+P]  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 #<y/m*Ota  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 O]Ey@7 &  
b
")O#v.  
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。 _?]W%R|  
nA(5p?D+YB  
扩展阅读 l_s#7.9$  
v^J']p  
扩展阅读 p"7]zq]'  
 开始视频 xS(VgP&YGO  
-     光路图介绍 n%;4Fm
?  
 该应用示例相关文件： {Mb2X^@7  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 f8\DAN  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 VnqcpJ  
1+"d-`'Z2O  
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,&7D Ah  
QQ：2987619807 8`s*+.LI!