[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) }<z[t5  
应用示例简述 "tbKbFn9  
1. 系统细节 dr8Q>(ZY  
 光源 hey/#GC*  
— 高斯激光束 <}mA>c'k  
 组件 PMiu "  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 J>hjIN  
— 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 H>\lE2  
 探测器 1)e[F#|  
— 视觉感知的仿真 \HMuVg'Q  
— 高帽，转换效率，信噪比 M"-53|#:w\  
 建模/设计 "<L9-vb  
— 场追迹： uI)z4Z  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 rIyIZWkI  
u9 *ic~Nh  
2. 系统说明 =%77~q-HL  

3nq
4Y'  
C-:|A* z  
!~mPxGY  
3. 建模&设计结果 fX LsLh+~D  
RR`\q>|  
不同真实傅里叶透镜的结果： 5n::]Q%=D  
GB*^?Ii  
1[Q~&QC  
[8b{Ybaz  
4. 总结 P=ubCS'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 M(} T\R  
^MWp{E  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 p%Ns f[1>  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7&dF=/:X@  
T[ zEAj  
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。 vA?3kfL|#  
Sfi1bsK  
应用示例详细内容 kCZ'p  
gE23C*!'&:  
系统参数 <UW-fI)X  
L$]Y$yv  
1. 该应用实例的内容 P?=}}DI  
<?rd
hx  
t4zKI~cO  
Fp+fZU  
:K*/  
2. 仿真任务 9KL)5_6 M  
9*a"^  
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。 {ZUgyGE{  
fo;^Jg.  
3. 参数：准直输入光源 gp\o|igT  
u~'j?K.^  
RHI?_gf&  
5n=~l[O  
4. 参数：SLM透射函数 SQdK`]4  
/p{$HkVw  
7MX5hZF"  
5. 由理想系统到实际系统 &7w*=f8I  
?KFj=Yo  
xqj@T^y  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 _o6Zj1p  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 _BND{MsX  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 0[-@<w ^j  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 a^)@}4  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 \k%j  
)5<c8lzp  
70A* !v  
Cyp%E5b7  
{u$<-W-&  
应用示例详细内容 X<:Zx#J?i  
{%v{iE>  
仿真&结果 h(FFG%H(  
5Kkp1K$M  
1. VirtualLab中SLM的仿真 9d+z?J:  
1{CVd m<9  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 t|59/R  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 -aM7>YR  
 为优化计算加入一个旋转平面 BKfoeN)%  
#PMi6q~Z  
K^[Dz\ov5  
%xwtG:IKEV  
2. 参数：双凸球面透镜 ghaO#kI  
`6Yk-5  
z#srgyLt  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 _sqV@ J  
 由于对称形状，前后焦距一致。 RxGZ#!j/  
 参数是对应波长532nm。 4^K<RSYs  
 透镜材料N-BK7。 +Y440Tz  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 wN$u^]  
RA:3ZV  
3\?y
jL^  
;<s0~B#9}  
F t;[>o  
ds'7zxy/  
3. 结果：双凸球面透镜 g:[yA{
Eh  
=\x(Rs3  
j.g9O]pi  
 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。 h~.z[  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 a>)|SfsE  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 b^&nr[DC  
Kfs|KIQ>=  
^r^) &]  
I:o.%5)  
K7]+. f  
4. 参数：优化球面透镜 hv9k9i7@l  
-<@QR8:  
%8! }" Xa  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 E3 aj  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 gP>`DPgb^  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Aw7_diK^  
 透镜材料同样为N-BK7。 M>|R&v  
8Rd*`]@[pk  
)\l(h%s[I  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 wT^QO^.  
~cW,B}  
bjB4  
{Nny.@P)H  
5. 结果：优化的球面透镜 VK]sK e  
LVxR*O  
vC%8-;8{H  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 bv4G!21]*;  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ^Z:qlYZ  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ^n<o,K4\}  
~Jx0#+z9V  
4Y4QR[>IU3  
H 5'Ke+4.e  
6. 参数：非球面透镜 9 az{j1  
i>=!6Hu2  
J(=io_\bO  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 b&E9xD/;r  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 xPorlX)zW  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 -DE?L,9X9  
GilmJ2<  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 F4 :#okt  
@_C?M5v  
<~R{U>zO  
[vyi_0[  
5BB:.  
7. 结果：非球面透镜 |Y]4PT#EE  
zpBkP-%}E  
?S~j2 J]
 
 生成期望的高帽光束形状。 jP"l5  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 .GOF0puiM  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Zsx\GeE%:  
v
Z/Bzy@|  
[7@9wa1v!  
NX9K
%J  
RGV}c#  
8. 总结 s>1Wjz2M  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ?'+kZ|  
;FO( mL(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?)?}^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 K *xca(6  
XX[CTh?O%  
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。 _2E*  
}>< v7  
扩展阅读 R.$1aqA}  
]c~W$h+F  
扩展阅读 p^THoF'~T  
 开始视频 r`5svY  
-     光路图介绍 M sQ>eSk
 
 该应用示例相关文件： {'$+?V"&  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 .}ePm(  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 'jj|bN  
t?;\'  
nX|]JW  
QQ：2987619807 s?~lM
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