[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) pP&M]'  
应用示例简述 M] *pBc(o0  
1. 系统细节 c^k. <EA  
 光源 <rF  
— 高斯激光束 3I(M<sB}  
 组件 9mm(?O~'p  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 </p.OaNe  
— 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 -/?<@*n  
 探测器 ,oil}N(  
— 视觉感知的仿真 z w9r0bG  
— 高帽，转换效率，信噪比 RMXj)~4.  
 建模/设计 >S]')O$c  
— 场追迹： aQFHB!  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S#dS5OX  
B8Z66#EQ  
2. 系统说明 _Ohq'ZgXm  
jyr#e  
RdHR[Usm  
:P~Owz  
3. 建模&设计结果 z(qz(`eGC&  
E .5xzY  
不同真实傅里叶透镜的结果： 8E{>czF"  
QeoDq  
<i-RF-*S  
lla96\R  
4. 总结 ^p/mJ1/s7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 70eN]OY  
yW 3h_08  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Is
[0ri  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7&1: ]{_  
(Bz(KyD[  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Z%R^;8!~  
0M?}S~p]  
应用示例详细内容 Ok!{2$P8U9  
mr? ii  
系统参数 \\JXY*DA:+  
^da-R;o]  
1. 该应用实例的内容 =B1!em|  

ZtDpCl_  
U^D7T|P$V  
3$54*J  
7Z_iQ1  
2. 仿真任务 O/Vue  
3Daq5(fLP  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 p WHu[Fu  
|a+8-@-Tj  
3. 参数：准直输入光源 MZ'HMYed   
2X`M&)"X  
z~qQ@u|  
RiklwR#~r/  
4. 参数：SLM透射函数 szHUHW~;J  
&n|gPp77$  
^&Bye?`5  
5. 由理想系统到实际系统 bu- RU(%  
0dW1I|jR  
~gN'";1i  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 c1[;a>  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 gQ~4udla.  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 -84Z8
?_  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ?jbam!A  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 eR CGr?e4  
|dK-r  
Hg4Ut/0  
2k_Bo~.  
c1i7Rc{q  
应用示例详细内容 ~X/T6(n$  
15COwc*k  
仿真&结果 l-&f81W  
vjpe'zx  
1. VirtualLab中SLM的仿真 0:*$i(2  
<qBPN{'a"  
 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)。 s=:n<`Z2  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 KGIz)/eSg  
 为优化计算加入一个旋转平面 V47Fp  
e042`&9=Ic  
IX}l)t[:(  
E] [DVY  
2. 参数：双凸球面透镜 4{|lzo'&  

IH5thL@D  
bWqGypq4  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 &("?6%GC  
 由于对称形状，前后焦距一致。 m+gVGK  
 参数是对应波长532nm。 gI]Vyg<{d  
 透镜材料N-BK7。 M`(xAVl  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 *jYwcW"R{z  
 6?6 u  
{1o=/&  
E^g6,Y:i9  
1g;3MSn~  
E$cr3 t7Xy  
3. 结果：双凸球面透镜 ;RU)Q)a)  
"783F:mPh  
B7#;tCf  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 Uc4r  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 !MbRI  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 }Eav@3h6  
'@$?A>.cj  
_2|,j\f;L  
M?,;TJ7Gd  
I0Vm^\8  
4. 参数：优化球面透镜 /fX]Yu  
^3el-dZ  
"PX~Yc  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 /(q*  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 bc+'n  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 4o%hH  
 透镜材料同样为N-BK7。 4EOu)#  
b^v.FK46G  
F*a+&% Q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *@O;IiSE  
>6@UjGj54  
KmMt:^9  
G",+jR]  
5. 结果：优化的球面透镜 n44j]+P  
*6uiOtH  
zP5HTEz  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 &=f%(,+  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 *bR _ C"-  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 a1?Y7(alPU  
jildi
T[s  
sUg7  
a+]@$8+  
6. 参数：非球面透镜 uz%rWN`{  
-q-%)f  
nF7Ozxm#  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 W{k}ogI;  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 xEbcF+@  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 6CCM7  
C<{k[!N%zm  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 T'w=v-(J  
zg)]:  
xNT[((  
PyIIdTm  
>ztv3^w  
7. 结果：非球面透镜 !W8$-iq  
q'PA2a:  
_m;Y'  
 生成期望的高帽光束形状。 qg+8i9Y!  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 N8:vn0ww  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 `?~pk)<C].  
 ~UXW  
U*)pUJ{&t  
!)ee{CwNc  
94H 6`  
8. 总结 g&v2=&aj  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 x#'# ~EO-G  
$=t&NM  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9^ )=N=wV  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %|4Nmf$:Og  
,LG6py&aT  
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。 ) _"`
{2  
X5=Dc+  
扩展阅读 -fYgTst2  
l\a 0 k4  
扩展阅读 5v8_ji#l[  
 开始视频 0z.Hl1  
-     光路图介绍 m\[r6t]V  
 该应用示例相关文件： .#P'NF(5#  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 {73Z$w1%  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 @MTm8E6au  
YS%HZFY, "  
  "Qm  
QQ：2987619807 G,%R`Xns