[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) nLN0zfhE#  
应用示例简述 j4~(
6Imm  
1. 系统细节 w!F>fcm  
 光源 Z-iU7 O  
— 高斯激光束 `Fd \dn  
 组件 8 v/H;65  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 FM{f{2j  
— 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 TRhMxH  
 探测器 ;uBGB h<  
— 视觉感知的仿真 (i~UH04r>s  
— 高帽，转换效率，信噪比 Z)@vJZ*7(  
 建模/设计 6}"%>9  
— 场追迹： uo"<}>iJ  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 nBy-/BU&  
k2}DBVu1  
2. 系统说明 Od!)MQ*,  
^ja]e%w#  

V]H(;+^P  
VGS%U8;  
3. 建模&设计结果 c8uaZvfW  
qc8Ge\3s  
不同真实傅里叶透镜的结果： jSI1t
W8  
};Q}C0E  
csP4Oq\g[  
K~L&Z?~|E  
4. 总结 7`|'Om?'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。  u r$  
dxeiN#(XT  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 \e86'&  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 WtOjPW  
U0&myj 8L  
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。 ]IuZT  
f"Sp.'@  
应用示例详细内容 @Jd&[T27Lr  
&[G)YD  
系统参数 E !kN h  
iw)gNQ%z4  
1. 该应用实例的内容 Fb,*;M1'  
FLmD?nw  
.j4y0dh33  
@)pC3Vi^  
+hRy{Ps/  
2. 仿真任务 |8` }8vo)  
M5I`
i{Gw  
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。 k4{!h?h  
`l|Oj$  
3. 参数：准直输入光源 )1At/
mr  
|lNp0b  
PzJ(Q  
o/-RGLzAo  
4. 参数：SLM透射函数 O=%Ht-kOc  
mV}bQ^*?Z  
=M1}HF,7>l  
5. 由理想系统到实际系统 P'KA-4!  
tA1?8`bQ  
Uh/=HNR  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 @`[e1KQ  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 [RBSUOF  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 &eMd^l}:#  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 T@1;Nbz]  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 I~l qg  
?dJd7+A  
"`M~=RiI  
-r*|N.5c  
d9[j4q_  
应用示例详细内容 :Wbp|:N0  
^\PRzY  
仿真&结果 EV6R[2kl  
NfDS6i.Fqp  
1. VirtualLab中SLM的仿真 x-i,v"8  
Sh#N5kgD  
 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)。 zY/Oh9`=v  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 #M!u';bZ  
 为优化计算加入一个旋转平面 cW^LmA  
d>[i*u,]/  
3P!OP{`  
X3sAy(q  
2. 参数：双凸球面透镜 A.b^?k%I  
!SuflGx,q  
G$,s.MSf  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 RQ=rB9~:ZN  
 由于对称形状，前后焦距一致。 &0kr[Ik.  
 参数是对应波长532nm。 b@J"b(  
 透镜材料N-BK7。 '`^~Zy?c  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 WWSycH ?[  
*Xnf}Ozx  
;MeY@*"{  
@
PM<pEve  

)q{qWobS0  
8(`e\)%l0  
3. 结果：双凸球面透镜 ^?{&v19m  
UG\2wH_  
zWo  
 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。 IhzY7U)}T  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 e(wc [bv  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 |ufT)+:  
YC;@^  
tD`^qMua  
Xr^ 5Th\  
aNry>2:  
4. 参数：优化球面透镜 L{~ ]lUo  
rOOo42YW`  
50 w
$PW  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 XOX$uLm  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 62nmm/c  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 <k[_AlCmsg  
 透镜材料同样为N-BK7。 t{UVX%b  
Q=! lbW  
sDs.da#*2  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,7:GLkj  
a5Vlfx  
r1F5'?NZ(0  
G1it 3^*$  
5. 结果：优化的球面透镜 l`~
$cK!  
gK~Z Ch  
rXmrT%7k  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 YKUAI+ks  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 vE`;1UA}  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 tX% C5k  
H.M: cD:  
ax5n}  
lI46 f  
6. 参数：非球面透镜 Y->sJm  
UxMy8}w!y  
27R4B O  
 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|A.M-XLv4  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 8Y%
  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 `6-flc0r  
aNM*=y`  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 SeZ+&d  
?VxQ&^|  
/Gnt.%y&  
2.JrLBhN  
OLF6["0Rn  
7. 结果：非球面透镜 +z9BWo!{I  
RPMz&/k  
)/f#~$ws  
 生成期望的高帽光束形状。 jCj8XM{c>  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Nq9pory^  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 k~;~i)Eg  
;s
~xS*(C  
m; =S]3P*  
3v$n}.  
6`7`herE}  
8. 总结 M`#g>~bI#R  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 zxs)o}8icO  
9*JxP%8T~X  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 StR)O))I  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 S&=@Hj-  
08@4u 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。 ej7N5~!,s  
i`6utOq  
扩展阅读 \{rhHb\|h  
h+dk2|a  
扩展阅读 ,]qc#KDq-1  
 开始视频 oT:wGBW  
-     光路图介绍 ?N+pWdi  
 该应用示例相关文件： 'M?pg$ta_V  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 }j6|+  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 {?w*n_T.  
|]:6IuslJ  
U3aM^
 
QQ：2987619807 W7s