[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) #x6EZnG  
应用示例简述 Fh4Exl@6  
1. 系统细节 vDIsawbHD  
 光源 &ZL4/e  
— 高斯激光束 *z^Au7,&  
 组件 D67z6jep(  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 L;=3n[^x  
— 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 ?-'GbOr!  
 探测器 \olY)b[  
— 视觉感知的仿真 SB`xr!~A]  
— 高帽，转换效率，信噪比 p_i',5H(  
 建模/设计 gnadx52FP  
— 场追迹： L]q%;u]8!  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 %<|cWYM="z  
?DE{4Ti/[  
2. 系统说明 |-TxX:O-  
XUA%3Xr  
q|
UO]V  
`neo.]  
3. 建模&设计结果 11%Zx3  
81!gp7c  
不同真实傅里叶透镜的结果： Bkg./iP5x  
]GDjR'[z  
:1;"{=Yx}  
l{Et:W%|  
4. 总结 [Wxf,rW i  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 p^w_-(p  
F_&H*kL L3  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 LfJMSscfv  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 K1w:JA6(  
|d,bo/:  
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。 </b_Rar  
Rq`5ff3,  
应用示例详细内容 TAq[g|N-;  
PbfgWGr  
系统参数 wEw;],ur  
\}AJ)v*<  
1. 该应用实例的内容 owwWm1@  
@k\,XV`T~t  
_YN C}PUU  
^a$L
9p(  
:m36{#  
2. 仿真任务 `NNP}O2  
%r&36d'  
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。 2cwJ);Eg2  
Ya-GDB;L  
3. 参数：准直输入光源 nW`] =
 
"bz.nE*  
1~E;@eK'  
>Bu_NoM  
4. 参数：SLM透射函数 Lt i2KY}/%  
$~\Tl:!#?  
ZG?e%  
5. 由理想系统到实际系统 ],{M``]q  
cC]]H&'Hg+  
NErvX/qK  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 P.jy7:dB,  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Wz#ZkNO  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ,!X:wY}dW  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 o6:@j#b  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 i^8w0H<-@v  
"rVM23@ tq  
&*oljGt8  
xe9\5Gb}  
}h* j{b,  
应用示例详细内容 SjIDzNI5  
I}m>t}QRI_  
仿真&结果 `R!2N4|;  
Ocz21gl-?`  
1. VirtualLab中SLM的仿真 nU0##  
Qz"//=hC|H  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 Wys$#pJ  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Kjpsz];  
 为优化计算加入一个旋转平面 tgHN\@yj  
m)]|mYjju  
F%4N/e'L  
xk3)#*  
2. 参数：双凸球面透镜 Vt-V'`Y  
}:[MSUm5  
"!uS!BI?
 
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 >FJK$>[1:p  
 由于对称形状，前后焦距一致。 +n)
bWB%  
 参数是对应波长532nm。 $"k1^&&E  
 透镜材料N-BK7。 =LEzcq>XO  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 GaV OMT  
ylDfr){  

j^e
Mi  
wM#l`I  
Ns#L9T#  
C;#gy-  
3. 结果：双凸球面透镜 Mc,p]{<<AV  
8#4Gs Q"  

c{39,oF  
 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。 LX #.  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 \&U"7gSL  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 |CK/-UG}  
$$*0bRfd4=  
K6
@ %@v  
NE3/>5  
W .Al\!Gi  
4. 参数：优化球面透镜 Ik@MIxLK  
%o`Cp64`Q  
Mko,((>I1  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ~q}]/0-m  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Ri}JM3\J  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 }:1qK67S  
 透镜材料同样为N-BK7。 Vg mYm~y'  
9WHarv2@  
IxY!.d_s|~  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 A2Iqn5  
.TNJuuO  
Nov An+  
8^R~qp
g%  
5. 结果：优化的球面透镜 n@S|^cH  
&yqk96z  
Ie8SPNY-H  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 |>-0q
~  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 6+C]rEY/o  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 F$9+WS`c  
u!b0<E  
7]hRAhJ8I  
tMo=q7ig  
6. 参数：非球面透镜 a`Q-5*\;z  
6c}n
P[6|  
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bw7T  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 5 L-6@@/  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 y@Td]6|f  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 [kPl7[OL  
w2K>k/v{-  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 '%a:L^a?  
1z@ ncqe  
59?$9}o
b  
Yof]  
lO}I>yo}\  
7. 结果：非球面透镜 RVpo,;:  
ffa
MF~+  
}q?q)cG  
 生成期望的高帽光束形状。 8{Vt8>4  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 p#gf^Y5  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 K=dG-
+B~}  
7}tXF  
ZZ>(o d!B  
1NK,:m  
]_4HtcL4  
8. 总结 R5<:3tk=X  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 `>0(N.'T  
!ed0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 B5]nP .R  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 B<,
AI7  
S^~ lQ|D  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ~sCdvBA  
<h`}I3Ao  
扩展阅读 BqOMg$<\[  
YO;@Tj2)x  
扩展阅读 Vj[,o Vt$  
 开始视频 ?jnbm'~S  
-     光路图介绍 5"Y:^_8  
 该应用示例相关文件： 0'R}'  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 K!gocNOf  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 `L.nj6F  
&=lhKt  
ket"fXqJX  
QQ：2987619807 2*zMLI0.