[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) KZ~*Nz+H2  
应用示例简述 \h8
<cTQ  
1. 系统细节 zbJT&@z  
 光源 g^zs,4pPU<  
— 高斯激光束 &^4++  
 组件  Q1@A2+ c  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 1}~(Yj@f%  
— 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 =B.F;40  
 探测器 ftH:r_"O#  
— 视觉感知的仿真 A$6$,h  
— 高帽，转换效率，信噪比 ||yzt!n  
 建模/设计 I-OJVZ( V  
— 场追迹： ;#Q%j%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。 LR"9D
 
4tY ss  
2. 系统说明 V)}rEX  
L5MzLE&~  
|JCU<_<  
\TU3rk&X  
3. 建模&设计结果 I}R0q  
bV/jfV"%E  
不同真实傅里叶透镜的结果： QY== GfHt  
#c2ymQm  
sH\5/'?  
Dc)dE2  
4. 总结 (Cqn6dWK  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 w6j/ Dq!  
$MJm*6h  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 $ `7^+8vHV  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7g3>jh  
/hO1QT}xd  
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。 5atYOep  
5ZBKRu  
应用示例详细内容 2WG>, 4W2  
 W%\C_  
系统参数 av~5l4YL  
IsR!'%Pu  
1. 该应用实例的内容 n?V+dC=F}  
H= X|h)  
o=1
X^,  
fDSv?crv  
n'emNRa  
2. 仿真任务 Wl}&?v&@  
iQ"XLrpl  
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。 Vx-7\NB  
i&n'N8D@  
3. 参数：准直输入光源 ]kboG%Dl?9  
}}<z/zN&^  
h yv2SxP*  
^b %0B  
4. 参数：SLM透射函数 xMBaVlEN  
P
~ &$
l2  
Ps<d('=  
5. 由理想系统到实际系统 n93=8;&  
M+x,opl  
mml z&h  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ~ar=PmYV7  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 b6*!ACY  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 M>/Zbnq  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 [pM V?a[  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 KI+VXH}Y5{  
SV(]9^nW  
7hcNf,  
 E6WA}_  
?^N3&ukkyo  
应用示例详细内容 3g6j?yYqb  
y8DhOlewQ  
仿真&结果 jQ)T67  
+}a ]GTBgA  
1. VirtualLab中SLM的仿真 1</kTm/Qa  
}-@`9(o`)  
 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)。 
x+]\1p  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 m1*O0Tg]"  
 为优化计算加入一个旋转平面 B2O}1.  
KSrx[q  
x]33LQ1]  
=J~ x  
2. 参数：双凸球面透镜 ^k\e8F/  
jkvg
oxY  
3@]SKfoo1  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 R,Vd.-5M  
 由于对称形状，前后焦距一致。 =ha{Ziryo  
 参数是对应波长532nm。 } GiHjzsR  
 透镜材料N-BK7。 _H/8_[xk  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 'f?$"U JF  
S1?-I_t+]  
H8On<C=  
NrJKbk^4u/  
@|t
L8?  
~JH:EB:  
3. 结果：双凸球面透镜 |u;v27  
?pzaG{  
Y(d$  
 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。 z+
>}RT]  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 \0gM o&  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Alxx[l\<J  
E^S
H\5B  
^) s2$A:L  
NW&b&o  
Ho *AAg  
4. 参数：优化球面透镜 h?azFA~  
F
J6u.u  
Ny%(VI5:  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 :dqn h  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 5O6hxcMjT  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Kp,M"Y  
 透镜材料同样为N-BK7。 `9b7>Nn<  
P
->y_4O  
s]JF0584  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 qC?:*CXH  
~7Tc$ "I  
X7g1:L1Ys  
E2{FK)qT  
5. 结果：优化的球面透镜 <|Pun8j  
]]wA[c~G  
!dC<4qZ\C  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 d:U9pC$  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 oGRhnP'PF+  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 g'm+/pU)w)  
'&|=0TDd+  
i?F >+  
^:Gie  
6. 参数：非球面透镜 fOMW"myQ  
AlIpsJ[UU  
E!P yL>){  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 O~^"  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 McQe1  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 2FW\O0U  
wL:flH@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Pw61_ZZ4B\  
gjAIEI  
qDfd.gL  
c. 2).Jt,  
TBT:/Vfun  
7. 结果：非球面透镜 9 o&`5  
6gs01c,BA  
t>$kWd{9e;  
 生成期望的高帽光束形状。 y;o^- O  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 SrK)t.oK  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 k>g_Z`%<  
5w@4:$=I  
SV~~Q_U9  
0PrLuej
z  
AQ[GO6$,%H  
8. 总结 }=]M2}  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 jmFz51  
2P@sn!*{1  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4Q6mo/=H  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^kB8F"X  
F ;2w1S^  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 I\$X/t +dH  
#odIEC/  
扩展阅读 n*{sTT  
 VN\W]jT  
扩展阅读 u;/ Vyu  
 开始视频 K$E3QVa  
-     光路图介绍 !74S  
 该应用示例相关文件： 5X:*/FuS@  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 4k@5/5zsM  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 <yH4HY  
CyXRi}W.  
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Y!+  
QQ：2987619807 ?I~()]k5