[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) /~P4<1  
应用示例简述 r=<1*u  
1. 系统细节 8r48+_y3u  
 光源 tLM/STb6  
— 高斯激光束 )npvy>C'(  
 组件 YZz8xtM<2  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 +Oc |Oo  
— 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 !XO"lS  
 探测器 XF?"G<2  
— 视觉感知的仿真 GSVLZF'+  
— 高帽，转换效率，信噪比 q1Ehl S  
 建模/设计 Y/qs\c+  
— 场追迹： vUB*Qm]Y\  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 mg<S7+  
#xt-65^  
2. 系统说明 _ECH(  
VF g"AJf  
2bxW`.fa  
9''x'E=|  
3. 建模&设计结果 nS]Ih0(K  
a 9Kws[  
不同真实傅里叶透镜的结果： T)MZ`dM  
vGD D  
y(Tb=:  
x,#?  
4. 总结 3($tD*!o  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 AP0z~
e  
(4C_Ft*~j  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 L+.-aB2!d  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 W.?EjEx  
nI,-ftMD-|  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 6&6t=  
j0A9;AP;;C  
应用示例详细内容 3j/~XT  
a4Y43n  
系统参数 B }  
~U1M-<IX  
1. 该应用实例的内容 t ]P^6jw'  
1!
A'mkk8  
8-FW'bA  
(gb vInZ  
0>U7]wZKc  
2. 仿真任务 +}Qq#^:_\  
WJii0+8e  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 ]".SW5b_  
1a'0cSH  
3. 参数：准直输入光源 <O4W!UVg  
c<5(c%
a  
im"3n=  
=o_zsDv  
4. 参数：SLM透射函数 (XQ:f|(  
>?r8D48`  
T49^  
5. 由理想系统到实际系统 y#-~L-J_R  
; e)vk|  
ilkN3J  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Y9y'`}+  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 LmjGU[L,@  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 f|&,SI?  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 FXFyF*w2  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ejlau#8"  
M+Eg{^ q`  
H*h4D+Kxv  
mZ#h p}\.  
O.$O
LK;v  
应用示例详细内容 I0}G, q  
j&Y{ CFuZ  
仿真&结果 h]p$r`i7  
mxmj  
1. VirtualLab中SLM的仿真 [
Ru( H  
NJPp6RZ%  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 >JT^[i8[  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 "1ov<  
 为优化计算加入一个旋转平面 eOs4c`  
v6O5n(5,,  
"eR-(c1  
jl,
>0MA  
2. 参数：双凸球面透镜 e6_`  
k1Sr7|  
M6"a w6  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 !'8jy_<9  
 由于对称形状，前后焦距一致。 4x?4[J~u[  
 参数是对应波长532nm。 
@%rj1Gn  
 透镜材料N-BK7。 -[xbGSj{  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 -5<G^AS  
_!^2A3c<  
`2@f=$B  
aHBM9%gV  
c<imqDf  
xOdLct  
3. 结果：双凸球面透镜 Y&1Yc)*O  
V(3rTDg  
z9ZS&=>  
 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。 xH{V.n&v  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Hw%lT}[O  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Fz^5cxmw  
T,5(JP(h3  
vze|*dKS  
G'WbXX  
oE$zOS&2  
4. 参数：优化球面透镜 h3z9}'  
D<(VP{,G  
Rj~y#m  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 qz.WF8Sy2  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 s5u  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Sbjc8V ut  
 透镜材料同样为N-BK7。 _QiGrC  
CC XOxd  
Ls{]ohP  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 #E@X'jwu  
K#a_7/!v/  
vKTCS  
GFgh{'|  
5. 结果：优化的球面透镜 [_zoJ  
)/uCdSDIc  
!E_RD,_  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 `lN Z|U  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ?oQAxb&  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ;N!W|G  
4/E>k <MA  
Zksow}%  
n/Dk~Q)  
6. 参数：非球面透镜 vff`Xh>k(  
77~l~EX  
<O9.GHV1v  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 k~pbXA*u  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 *","u;&  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 +V/mV7FK  
[:cZDVaA|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 }7Y@u
@R  
cT3s{k  
9H,Ec,.  
Wj\< )cH]  
*;<>@*  
7. 结果：非球面透镜 xI^nA2g  
L+TM3*a*  
E]%&)3O[  
 生成期望的高帽光束形状。 k"J=CDP\  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 JsbH'l  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 +y|H#(wBP  
?8R  
q?Av5TFf  
#GA6vJ4^s  
Z*lZl8(`  
8. 总结 dJUI.!hv;  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @BS7Gyw  
&*!) d"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 5.FAuzz  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 oSB0P  
pQOT\- bD  
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。 aOTrng  
zqAp7:  
扩展阅读 $Y_v X 2  
e*jfxQ=qG  
扩展阅读 n%}Vd `c  
 开始视频 EPL"H:o5%<  
-     光路图介绍 4z^5|$?_ta  
 该应用示例相关文件： r[y3@SE5  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 +*P;Vb6D  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 vV7L :>  
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QQ：2987619807 .T }q"