[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) F1 <489  
应用示例简述 /;(<fh<bY  
1. 系统细节 8s QQK.N(  
 光源 }x:\69$  
— 高斯激光束 4|zd84g  
 组件 E=;BI">.  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 E/:+@'(k  
— 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 nHI(V-E2:H  
 探测器 tegOT]|  
— 视觉感知的仿真 .>k=A|3G  
— 高帽，转换效率，信噪比 $|Q".dD  
 建模/设计 /t$rX3A  
— 场追迹： P-[fHCg~  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 a;56k  
 &|/
vM.  
2. 系统说明 !c\7  
&@=u+)^-{  
PASuf.U$"  
K{|w 43>D  
3. 建模&设计结果 W=~id"XtJ  
L5R `w&Up  
不同真实傅里叶透镜的结果：
K1;zMh  
La\Q'0  
Mx^y>\X)v  
2y^U
k,g  
4. 总结 Er`TryN|}  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 W7%p^;ZQ$  
:[L{KFQU  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 1lbwJVY[  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ]AFj&CteZ/  
{*sGhGwr  
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。 D`V6&_.p  
IS-}:~Pi  
应用示例详细内容 (gLea  
k - FB  
系统参数 b([:,T7  
3b#L17D3_  
1. 该应用实例的内容 +IvNyj|  
<sa #|Y$  
1d`cTaQ-  
kl| g  
F@g17aa  
2. 仿真任务 KCE=|*6::|  
2>g^4(  
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。 Og+)J9#  
S3ErH,XB.  
3. 参数：准直输入光源 : -E,  
c2/"KT  
z3clUtC+  
WmNA5;<Q  
4. 参数：SLM透射函数 8IeI0f"l)  

S[Vtq^lU  
#?_#!T|  
5. 由理想系统到实际系统 3]N q@t  
X)8e4~(?  
Xj%,xm>}!u  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 cbfDB^_  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 L"4]Tm>zq  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 5~QhX22  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 V5~fMsse  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 B`#*o<eb  
]}.0el{  
Cb4_ ?OR0  
HV8I nodi  
ti}f&w ICJ  
应用示例详细内容 ,'=hjIel  
h 5Hr[E1  
仿真&结果 ea2 `q  
04~}IbeJ  
1. VirtualLab中SLM的仿真 |88CBiu}  
N0nj`  
 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)。  e#1.T  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 w;~>k%}j  
 为优化计算加入一个旋转平面 vf[&7n  
zOL;"/R  
Nfg{,/O  
JwB"\&'1ZS  
2. 参数：双凸球面透镜 d @m\
f  
a#$N%=j  
Yc|uD-y  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 &f"T,4Oh  
 由于对称形状，前后焦距一致。 H$Kw=kMw  
 参数是对应波长532nm。 mzz$`M1  
 透镜材料N-BK7。 {tc57jsr  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 bi.wYp(*6L  
iKhH^V%j  
v$;@0t:;#  
h D.)M  

1 =^  
/
9Z!p  
3. 结果：双凸球面透镜 ?~Pv3'%d  
@7%.7LK  
2$tQ @r  
 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。 w:Ra7ExP  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 jQ|:I7y  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 =DC3a3&%  
Kr]z]4.d@  
eVx~n(m!}  
N}DL(-SQ3  
Q ?^4
\_  
4. 参数：优化球面透镜 ]+ZM/'X  
{yS;NU`2  
n+rM"Gxz  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 gHZqA_*T8U  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 l!:^6i  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 \E77SO,$  
 透镜材料同样为N-BK7。 Fm5Q&'`l  
!3V{2-y$-  
f3vF"O  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 oqYt/4^Q  
L#2ZMy  
!D;c,{Oz  
NH4?q!'G  
5. 结果：优化的球面透镜 vY_eDJ~'  
%J!NL0x_  
]Jn2Ra"j  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 -=mwy  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 O1'K>teF%  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 u{Ak:0G7  
(v^Z BM_  
MMd.0JuaO  
V&iS~V0.  
6. 参数：非球面透镜 |IN[uQ  
8kH<$9  
1qZG`Vz  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 yLqF ,pvO  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 P,ydt  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 V%51k{  
Y{+3}drJE  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 dp<$Zw8BE  
S3y246|4  
o(fyd)t  
3[V
NsX  
V:Mk)8Gf|  
7. 结果：非球面透镜 QNpuTZn#Q  
l!@ 1u^v2  
|r !G,  
 生成期望的高帽光束形状。 t^U^Tr  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 eGvOA\y:  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 EEwWucQ  
c\K<sM{  
328L)BmW  
2*'ciH37  
$3\
,h;y  
8. 总结 z_n\5.  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3{RL \gh$"  
EO:avH.*0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ="(>>C1-  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 X=
,6d9,  
Nfaf;;J}  
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。 LGVlc@0'  
fRNP#pi0u  
扩展阅读 I
aasHo\  
ti2  
扩展阅读 vRr9%zx  
 开始视频 t$I|E  
-     光路图介绍 x{hn2]6+eB  
 该应用示例相关文件： WcEt%mGQ,  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ~kb{K;  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 JA6";fl;  
A[JM4x   
kEP<[K  
QQ：2987619807 1~Mn'O%