[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) $WE=u9m  
应用示例简述 -]-0]*oAp  
1. 系统细节 '"XVe+.O  
 光源 A6+qS [  
— 高斯激光束 }O+S}Hbwy  
 组件 eY%Ep=J  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Lctp=X4  
— 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 tKeozV[V  
 探测器 lfG',hlI;  
— 视觉感知的仿真 xnJ#}-.7  
— 高帽，转换效率，信噪比 oCLM'\  
 建模/设计 _j4K  
— 场追迹： tk)}4b^\%j  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 P8H2v_)X&  
Q);}1'c  
2. 系统说明 A/&u/?*C  
CKSs(-hkJ  
~[kI![  
J*zQ8\f=}  
3. 建模&设计结果 $C,`^n'  
*3h_'3yo@  
不同真实傅里叶透镜的结果： VD $PoP  
Z%b1B<u$  
|MN2v[y  
[S-#}C?~  
4. 总结 + rM]RFi  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3g56[;Up?  
,,1y0s0`  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .g7\+aiTUd  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 z_#HJ}R=  
:o87<) _F  
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。 D51s)?  
kpy)kS  
应用示例详细内容 4N1)+W8k*  
KU Mk:5 c  
系统参数 XF>!~D  
2f{a||  
1. 该应用实例的内容  f+.sm  
7Bd=K=3u  
sk_xQo#Y 3  
,1.Td=lY$  
Q \SSv;3_  
2. 仿真任务 b\kA  
pV!WZUfg  
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。 loHMQKy@  
{lUaN0O:  
3. 参数：准直输入光源 ;>fM?ae5  
R:ecLbC  
'|*e4n  
bPkz=^-  
4. 参数：SLM透射函数 g $^Yv4  
hSN38wy  
3hEbM'L  
5. 由理想系统到实际系统 " YOl6n  
U7e2NES  
3qDbfO[  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 JuOCOl\  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 2z AxGX  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 /%F,
  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 0zsmZ]b5E  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 [r9HYju=  
5
{IbKj|  
ELg$tc  
-6X+:r`>u  
M"msLz  
应用示例详细内容 1=z\,~b  
r^ '
 
仿真&结果 w4&\-S#  
i[z#5;x+<  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Bt1v7M  
JW=q'ibR  
 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)。 +1\t0P24  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 4af^SZ)l  
 为优化计算加入一个旋转平面 H;DjM;be  
`=Bv+  
|TF6&$>d  
r Cz,XYV  
2. 参数：双凸球面透镜 +CXq41g"c  
*Uf>Xr&  
|@f\[v9`  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 g:6`1C  
 由于对称形状，前后焦距一致。 {h.j6  
 参数是对应波长532nm。 :o~]d  
 透镜材料N-BK7。 7xO~v23oe  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 3;!!`R>e  
5)0'$Xxqa0  
u_8Z^T  
WD*z..`  
WA*1
_  
",
Fvv  
3. 结果：双凸球面透镜 %ZDO0P !/  
afu!.}4Ct  
\>{;,f  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 0< }BSv  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ()n2 KT  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 #>sIXY  
i.KRw6  
_kBx2>qQ  
ov >5+"q)  
>9yy91H  
4. 参数：优化球面透镜 0h{&k7T<7  
_~}2@&*G"  
!HP=Rgh  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 I%B\Wy/j^  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 x`2du/ C  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 I\Cg-&e  
 透镜材料同样为N-BK7。 ^f,%dM=i=  
8kE3\#);\  
1qm*#4x  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 r$x;
rL4  
M~+DxnJ=  
:YLurng/]  
Pa$"c?QUy  
5. 结果：优化的球面透镜 g8"H{u  
*D1vla8  
Z.s0ddMs  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 =j{Kxnv  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 jx ?"`;a  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 .kgt?r  
QiJ  
l 3 jlKB  
Y_~otoSoY  
6. 参数：非球面透镜 8PWEQ<ev7>  
azO7C*_  
;krIuk-  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Nu'ox. V  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 d"Zyc(Jk  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ?0qP6'nWx  
.8;0O M  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %8d]JQ  
Dt iM}=:  
7 y$a=+D i  
U\-R'Z>M  
~@T`0W-Py  
7. 结果：非球面透镜 Hxleh><c-  

?},RN  
7<Y aw,G  
 生成期望的高帽光束形状。 $R:Q R?   
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 2^f7GP  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 =1<v1s|)q  
D'BGoVP  
.1_kRy2*.  
Yb1Q6[!  
D_`NCnYG  
8. 总结 :H+8E5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1xSG(!  
h 9}x6t,  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 w"?RbA  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 kv;P2:"|  
[ugr<[6  
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 >!%  
F07X9s44E  
扩展阅读 '|<S`,'#hg  
pbw{Ez
M  
扩展阅读 +d(|Jid  
 开始视频 +oL@pp0  
-     光路图介绍 8pZOgh  
 该应用示例相关文件： 9Hd_sNUu\  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 2gR*]?C*  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 dcyHp>\)|  
 T;V!>W37  
'g3T'2"`5  
QQ：2987619807 Wrh$`JC