[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) ):EXh#  
应用示例简述 V)jhyCL  
1. 系统细节 LbI])M  
 光源 \eN/fTPm  
— 高斯激光束 CnA)>4E*'  
 组件 6T_c#G5  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 *0ntx$M-w  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 {X"]92+  
 探测器 4c@F.I  
— 视觉感知的仿真  :!FwF65  
— 高帽，转换效率，信噪比 <bppu>&  
 建模/设计 wIHz TL  
— 场追迹： SntYi0,`  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S|w] Q  
(W/UR9x)|d  
2. 系统说明 {moNtzE;  
D+PUi!  
F4gc_>{|  
%=eD)p7l-  
3. 建模&设计结果 S6Pb V}  
rrRC5h  
不同真实傅里叶透镜的结果： bZfJG^3  
.1lc'gu5y  
)Q?[_<1Y+  
!PbFo%)  
4. 总结 xWV7#Z7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4;{CR. D  
+q%goG8  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 K#m o+n5-;  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 a8$pc>2E  
DL{a8t1L  
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。 1D]wW%us  
e|y~q0Q$  
应用示例详细内容 QV1%Zou  
0q!{&pt  
系统参数 ^[akB|#\9  
7|Y8^T s
 
1. 该应用实例的内容 1!#ZEI C  
b
c-}Qn  
_?<Fc8F  
]h@:Y]  
]0E-lD0J  
2. 仿真任务 IQ8AsV&'C  
5o#8DIal  
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。 <0}'#9>O  
TUr}p aw_  
3. 参数：准直输入光源 P*]g*&*Y +  
+M:Q!'  
U5=J;[w}N  
f#mpd]e+6  
4. 参数：SLM透射函数 (FHh,y~v  
XzsK^E0R  
XwMC/]lK<  
5. 由理想系统到实际系统 eyV904<F  
=QRZ(2Wq  
SYx)!n6U  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 \ 3N#%  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 9 |Y?#oZ1  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 >sq9c/}X  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 K.~U%v}  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 mH"`46  
0kfw8Lon  
C54)eT6  
XMdYted  
X)+N>8o?N  
应用示例详细内容 P
2kZi=0  
Ygb#U'|  
仿真&结果 :1Cc~+]w(u  
P@#6.Bb#V  
1. VirtualLab中SLM的仿真 G <q@K-  
LtBH4A  
 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)。 ?~Des"F6)1  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 }2S \-  
 为优化计算加入一个旋转平面 <[bDNe["?  
.wywO|  
IcZ'KV  
~S9nLb:O{  
2. 参数：双凸球面透镜 >KJ]\`2>)c  
[nrP; _  
)d~Mag+  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 PhQD}|S  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ;DTNw=  
 参数是对应波长532nm。 {ig@Iy~DT  
 透镜材料N-BK7。 _%]H}N Q  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 x$E l7=.  
qCMcN<:>  
iu .{L(m  
Jz6PqU|=  
foeVjL:T  
6`i'  
3. 结果：双凸球面透镜 lMP7o&  
cD\Qt9EI  
tkmW\  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 ,\M'jV"SK  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 T-\
,r  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 q%"nk  
VF-d^AGt  
?cJ$=  
T]xGE   
]8#{rQ(  
4. 参数：优化球面透镜 P|?z1JUd  
.&ZVy{uP  
2a^(8A`7W  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 qz:OnQv!  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 8Xr3q eh+  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 [|YMnV<B  
 透镜材料同样为N-BK7。 wcOAyo5(n  
jy?^an}#h  
"~ /3  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;Cwn1N9S  
86Rit!ih  
U;31}'b  
YW5E |z  
5. 结果：优化的球面透镜 m
s$o,[  
PIA&s6U  
1ysA~2  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 O Rfl v+  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。
LCG<  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 #O~Y[''C5X  
_eF*8 /z  
kB 2bT}  
4Vs;Y&t]  
6. 参数：非球面透镜 +SJ aE] $  
zt8ZJlNK  
[H&m@*UO  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 OV[-m;h|  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 M;E&@[5  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 bhI8b/  
>eXNw}_j  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Kq*^*vWC  
[kXe)dMX8  
ldxUq,p  
V*?,r<(  
X>CYKRtb  
7. 结果：非球面透镜 OJ 2M_q)e  
WRgz]=W3w  
T&c[m!}X|t  
 生成期望的高帽光束形状。 ql8:s>1T  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C{Fo^-3  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ~$@I <=
L  
y`N1I  
8_uDxd  
`8Om*{xg  
QhZ%<zN  
8. 总结 [`&cA#C9Yp  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~2qFA2  
TQ BL!w  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 R =jK3yfw  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `SVR_  
B)(A#&nrb  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 2@H~nw 0  
s)C.e# xl  
扩展阅读 3drgB;:g`  
 [W;14BD7  
扩展阅读 LP87X-qkjW  
 开始视频 }A#FGH+  
-     光路图介绍 Q=dR[t>^  
 该应用示例相关文件： T4UY%E!0  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 h$k(|/+  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 t^YD
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QQ：2987619807 BYGLYT;Z