[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) qYZ\<h^  
应用示例简述 =+`I%>wc  
1. 系统细节 S?*pCJ0  
 光源 fOtin[|}6@  
— 高斯激光束
@*jd.a`  
 组件 6?OH"!b2-}  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 4Sv&iQ=vh  
— 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 "Wd?U[[  
 探测器 pJ[7m  
— 视觉感知的仿真 r2H_)Oi  
— 高帽，转换效率，信噪比
J/Ki]T9  
 建模/设计 ma.yI};
$  
— 场追迹： OLpE0gZ.|`  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 &qqS'G*  
i_T8Bfd:  
2. 系统说明 F3[3~r  
%mr  
DPR=Xls  
bJ8G5QU  
3. 建模&设计结果 $FUWB6M  
TIlBT{A<  
不同真实傅里叶透镜的结果： H@Dj$U  
c`I`@Bed  
Qk?;nF  
aV`4M VWOz  
4. 总结 /N(L52mz  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4RYK9=NH  
RMU]GCa  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 s>Xx:h6m  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 l%]S7|PKx  
mf]1mG})  
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。 gHc0n0ZV  
`iuo([E d  
应用示例详细内容 fnV^&`
BB  
/=co/}i  
系统参数 VaQqi>;\  
@WVpDhG  
1. 该应用实例的内容 7@"J&><w!  
gd3~R+Kd  
((L=1]w  
m/l#hp+  
+BcJHNIB  
2. 仿真任务 yZFm<_9>  
D hy  
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。 .zf#S0y%(  
3D>syf  
3. 参数：准直输入光源 F.ml]k&(m  
 mD`
v>L  
C8i6ESmU  
bp Q/#\Z  
4. 参数：SLM透射函数 I\J^@&
JE  
4A(kM}uRB  
D4WvRxki  
5. 由理想系统到实际系统 pX3Q@3,$  
S(xlN7=  
$,R QA^gxW  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 E'qGKT  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 9A0wiKp  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 |#^##^cF/  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 luD.3&0n  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 #=r:;,,  
z^s/7Va[  
x#z}A&  
j?sq i9#  
QfjgBJo%  
应用示例详细内容  )!2$yD  
Z
%_"-ENT  
仿真&结果 nRq@hk  
!#P|2>>u  
1. VirtualLab中SLM的仿真 PScq-*^  
F&?&8.  
 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)。 .9X
,)^D  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 LlAMtw"  
 为优化计算加入一个旋转平面 }S84^2
J_  
aq/'2U 7  
W8hf  Qpw  
.{U@Hva_K  
2. 参数：双凸球面透镜 r9[{0y!4  
5&V0(LT]C  
3D<s
#  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 FJ]BB4 K  
 由于对称形状，前后焦距一致。 _ZUtQ49  
 参数是对应波长532nm。 Qu4Bd|`(k  
 透镜材料N-BK7。 U1zcJl^  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 !Cse,6/Z  
:= OdjfhY  
I75>$"$<  
HPM ggRs  
w7d(|`  
(6##\}L&9  
3. 结果：双凸球面透镜 Ak(_![Q:q\  
Wp!#OY1?
 
CjW`cHd  
 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。 p'PHBb8I  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 0< i]ph  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 $#q:\yQsPC  
,S.<qmf  
@lvvI<U  
8^bc4(H  
9C;Hm>WEpP  
4. 参数：优化球面透镜 ;2lKo="  
C(o]3):?  
Af'L=0  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 p(B> N!:  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 2M`]nAk2a  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 !ho~@sc{W  
 透镜材料同样为N-BK7。 ;+pS-Zb 6  
!V|%n(O"  
)tc"4lp-  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Gwl]sMJ  
g5TH
kxp  
.9r+LA{  
(sX=#<B%  
5. 结果：优化的球面透镜 x\/N09  
cb ICO  
"Me)'  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 []opPQ 1  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 C)w11$.YQ9  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6$42-a%b  
VU~ R  
Grot3a  
P3[!-sv  
6. 参数：非球面透镜 BK,h$z7#6  
O0|**Km\+  
-p|JJx?r  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 H)#HK!F6f  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 kVu8/*Q  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 rLt`=bl&&U  
2=?/$A9p  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 y]1:IJL2;  
:z=C   
w QV4[  
aD5jy  
:`FL95  
7. 结果：非球面透镜 ZHA6BVVT  
T(< [k:`  
#. mc+n:I  
 生成期望的高帽光束形状。 D%PrwfR  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 sY @S  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 j
lhyn0  
>0#WkmRY  
eh`sfH  
`S&(J2KV  
-68E]O  
8. 总结 FbvwzZ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3Thb0\<"  
q]1HCWde  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 -Oj}PGj$e\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 f-Yp`lnn.d  
["5Z=4  
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。 v };r  
kpxWi=y  
扩展阅读 !8cS1(a  
D{b*,F:&@)  
扩展阅读 (X!?#)fyn  
 开始视频 :?!kZD!  
-     光路图介绍 >Ln/)j  
 该应用示例相关文件： mkJC*45  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 <<xUh|zE  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 P)h
ZFX  
L^}i7nJ  
xwSi}.  
QQ：2987619807 *}yOL [