[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) jE, oEt O;  
应用示例简述 X$$b:q  
1. 系统细节 D5fhOq+g  
 光源 %VzCeS9  
— 高斯激光束 \kksZ4,  
 组件 cvv(OkC  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 m"8Gh`Fo  
— 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 E\=23[
0  
 探测器 9|LV x3]  
— 视觉感知的仿真 !PY.FnZ  
— 高帽，转换效率，信噪比 RVe UQ%  
 建模/设计 8G p%Q  
— 场追迹： ^U@Erc#d  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 j[YO1q*  
b+ v!3|  
2. 系统说明 `Ot;KDz  
T,Zfz9{n  
x4bj?=+  
UZRCJ  
3. 建模&设计结果 .UJjB}4$f  
srfM"Lb'  
不同真实傅里叶透镜的结果： IgU6
5p  
0hx EI  
<gc\,P<ru  
M%Dv-D
{  
4. 总结 h;8^vB y  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 h4dT N}  
mg7Q~SLL{  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 #i~2C@]  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 SPK% '
s  
"~zQN(sR"P  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 1K'.QRZMb9  
F~_)auH  
应用示例详细内容 DU%j;`3  
8g CQ0w<  
系统参数 %o9;jX  
Yhkn(k2  
1. 该应用实例的内容 ,k5b,}tN  
c|^#v8x^/  
qdeS*rp\  
`^7ARr/  
vg/:q>o  
2. 仿真任务 /_MEb42&  
R@)L@M)u;  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 <rs"$JJV  
BVpRkUC"  
3. 参数：准直输入光源 ;^j2>Azn  
r6*~WM|Sq7  
MHVHEwr.{  
5
U^  
4. 参数：SLM透射函数 }6V` U9^g  
'cx&:s  
BejeFV3  
5. 由理想系统到实际系统 N6BFs
(  
-K K)}I`  
g^EkRBU  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 4d*=gy%  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 s*U~Q=Z  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 aN5w  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 6mi:%)"
 
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 HFL(t]  
.w`1;o  
YQI&8~z  
f;;(Q-.  
k*8 ld-O  
应用示例详细内容 pU|SUM  
62X;gb  
仿真&结果 W
s;}D}+  
n"
1LVJN7  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ]`2=<n;=  
u-a*fT  
 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)。 )NwIEk>Tf  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 <d\Lvo[  
 为优化计算加入一个旋转平面 9aE!! (E  
^=nJ,-(h_  
6-@ X  
tDl1UX  
2. 参数：双凸球面透镜 ;nPjyu'g  
5Y\wXqlY  
9*+%Qt,{B  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 5mD]uB9  
 由于对称形状，前后焦距一致。 OI9V'W$  
 参数是对应波长532nm。 D4x~Vk%H  
 透镜材料N-BK7。 xsq+RBJi  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 os]P6TFFX?  
Rmrv@.dr!  
Olg@ Ri  
52$7vYMto  
Dwq}O  
qd9CKd  
3. 结果：双凸球面透镜  0~{&  
HY,+;tf2r  
:h>d'+\  
 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。 '=_}&  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 7B`,q-x.  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 L+}q !'8S  

eUyQSI4A  
F]hKi`@  
g9fS|T  
?t&sT  
4. 参数：优化球面透镜 i9.~cnk  
Cc?BJ  
'[ZRWwhr  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 yB&+2  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ic}M)S FD;  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 |=7ouFl  
 透镜材料同样为N-BK7。 @iZ"I i&+  
GT[,[l  
%=:*yf>}  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 8:%=@p>$  
ZI q!ee  
g7*ii X  
km;M!}D  
5. 结果：优化的球面透镜 Zc"Vf]:  
.!ThqYo  
s6(iiB%d  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 [Yx)`e  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 '1lr "}"Q+  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 KLI(Rve24  
D:9/;9V  
%ec9`0^4S  
h*_h M1*;  
6. 参数：非球面透镜 Y"GU"n~  
g0m6D:f  
1nv#Ehorg  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 V0Cz!YM_3  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 U2*g9Es  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 uaMf3HeYV  
_c=[P@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &+?JY|u  
oyGO!j  
pu(a&0  
)P:r;a'  
B!|<<;Da6  
7. 结果：非球面透镜 D|W^PR:@h  
[C PgfVz  
;}!hgyq  
 生成期望的高帽光束形状。 $MF U9<O  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 o2 =UUD&  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ~429sT(  
rO]7g  
vc.:du  
tZS-e6*S  
;P9P2&c8c  
8. 总结 gC81ICM  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 SF.4["$  
&Q>)3]|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。 X<\y%2B|l  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 bi:m;R  
gA)!1V+:  
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。 Y6T1_XG  
$sDvE~f0n  
扩展阅读 'j84-U{&)  
1Ih.?7}
 
扩展阅读 74VN3m  
 开始视频 q2* G86  
-     光路图介绍 jd9GueV*(  
 该应用示例相关文件： 2BLcun  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 <szD"p|K  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 V`OeJVe  
P q\m8iS,w  
c[:OK9TH  
QQ：2987619807 Z^i=51