[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) p-r%MnT  
应用示例简述 pNQkKDbL+  
1. 系统细节 U hhmG+  
 光源 f}Tr$r  
— 高斯激光束 1 "7#|=1/  
 组件 MH;%Y"EI  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 qg{<&V7fE  
— 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 O)JUY*&I5  
 探测器 *>p(]_s,  
— 视觉感知的仿真 3ZlGbP#3w  
— 高帽，转换效率，信噪比 .^IhH|U  
 建模/设计 M6*{#Y
?  
— 场追迹： $,,>R[;w  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 WTYFtZD[yH  
?EQ^n3U$  
2. 系统说明 )B$P#dP)i  
x0h3jw+6  
 5vF}F^  
"5JN
Xo,H  
3. 建模&设计结果 E5
BgQ5'  
k)K-mD``U  
不同真实傅里叶透镜的结果： 6Hbf9,vI  
^+Vk#_2Q  
iq uTT~  
2C]la  
4. 总结 lJzy)ne  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 _6UAeZ*M  
Wejwj/EU%  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 e_c;D2'F  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 4<Sa,~4  
[&qbc#L  
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。 2ZG1n#  
MhI)7jj`mt  
应用示例详细内容 /4 LR0`A'  
RYZE*lWUh  
系统参数 _`Q It>R  
bxdXZBn  
1. 该应用实例的内容 <VaMUm<2  
)ClMw!ZrU  
"8muMa8Q%  
5nx<,-N*BP  
&u1g7# #  
2. 仿真任务 )Bn>/-  
R,+/A8[j  
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。 '#N5i  
!b]2q%XM  
3. 参数：准直输入光源 [+l  
KHlIK`r  
.K@x4 /1  
hygnC`|  
4. 参数：SLM透射函数 xe6_RO%  
9S1Ti6A  
5':Gu}Vq  
5. 由理想系统到实际系统 .FKJyzL  
G?ugMl}  
;sChxQ=.^  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 W
~u  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 27a*H1iQ  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 {x|kg;  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 '>e79f-O)  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ^V: "zzn&  
NYjS  
nQ642i%RQ  
Y%/ YFO2vb  
*vRI)
>wU  
应用示例详细内容 Jh\:X<q  
9si}WqAw  
仿真&结果 *t.q m5h  
~#x:z^U  
1. VirtualLab中SLM的仿真 }
(ma__Ao  
$,KP]~?  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 B.YMP;7>  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 -MrtliepW*  
 为优化计算加入一个旋转平面 ,!I?)hwOC  
m4"N+_j  
feI./E  
G'O/JM  
2. 参数：双凸球面透镜 Hwp{<  
dd<:#c9  
^XBzZ!h|  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 PUP"ky^q"  
 由于对称形状，前后焦距一致。 KZF0rW  
 参数是对应波长532nm。 [0&'cu>  
 透镜材料N-BK7。 %AG1oWWc>.  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 i*S|qX7``  
zJ;>.0  
E.J0fwyT  
!/j,hO4Z4  
}!%JYG^!D  
S9G+#[.|  
3. 结果：双凸球面透镜 :K~rvv\L7  
vZ$U^>":  
(#6AKr9K  
 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。 MzQ\rg_B7  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 22`oFXb'  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 bVoU|`c  
N0Efw$u  
VEj$^bpp5s  
?;|@T ty%  
+Edzjf~Tt  
4. 参数：优化球面透镜 :n'yQ#[rn  
yiVG ]s  
*u>lx!g  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 90/vJN  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 "z^(dF|  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 KD% TxK  
 透镜材料同样为N-BK7。 i;o}o*=  
_eJXi,  
J I<3\=:+  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,~4H{{<j  
n/QfdAg  
Y1{B c<tC  
]^=|Zd-  
5. 结果：优化的球面透镜 :{LAVMG&^  
<B6[i*&  
EgTFwEj  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 AZwl fdLB  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ?Jt$a;  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `SV"ElRV  
QR<`pmB~y  
1O |V=K  
.K IVf8)"  
6. 参数：非球面透镜 LA-_3UJx  
y 'OlQ2U  
}N3V
5cab  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 v:KX9A.  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 zJ9v%.e  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 t|}O.u-&;~  
)kYOHS  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3{"byfO#%  
g\Wj+el}  
#G_F`&  
JqEW=5  
}e 9!xA  
7. 结果：非球面透镜 ;7Y[c}V1^  
6vto++  
@mf({Q>  
 生成期望的高帽光束形状。 17}$=#SX  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Jf7frzw  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 $;2)s}ci  
\m4T3fy  
~-TOsRvxR  
z}ElpT[(;  
z{:-!oF&CB  
8. 总结 9Bz0MUbrLl  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 f1mHN7hxW  
3HZ~.  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 xjo;kx\y^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 B^fT>1P  
O:Va&Cyj*  
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。 
q-nER<  
o#>a 5  
扩展阅读 A>=E{  
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JYEi  
扩展阅读 2j&v;dmh<  
 开始视频 !KcWH9  
-     光路图介绍 )%mg(O8uL  
 该应用示例相关文件： hQRL,?  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 /b5>Qp  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 2*[QZ9U[@  
FJeiY#us  

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QQ：2987619807 %@?A_jS