[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) oG)JH)!  
应用示例简述 *M_Gu{xc  
1. 系统细节 L27i_4E,  
 光源 FaNH+LPe  
— 高斯激光束 Y(4#b`k3  
 组件 :+SpZ>  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 t$z FsFTQ  
— 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 jtk2>Ol  
 探测器 {1y-*@yU(  
— 视觉感知的仿真 ^rc!X]C9  
— 高帽，转换效率，信噪比 nKJJ7 RL  
 建模/设计 3P!Jw7e  
— 场追迹： @i9T),@  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Jk)^6  
j6~#_t[  
2. 系统说明 VR/>V7*7@  

4 }l,F  
/2&jId  
3JiDi X"|  
3. 建模&设计结果 zhDmZ  
#qk A*WP  
不同真实傅里叶透镜的结果： (N U*PQY6  
$^Dx4:k<2  
mlR*S<Z  
9'I I!  
4. 总结 _-*Lj;^V  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $e;_N4d^  
I-NzGx2u  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 VN[h0+n4Th  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 38dXfl  
%p}_4+[;  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 r[zxb0YA  
GQTMQXn(  
应用示例详细内容 zQ$*!1FmN  
xS` %3+|  
系统参数 i6zfr|`@  
@8TD^ub  
1. 该应用实例的内容 D L_{q6ZK  
?9_<LE q  
9cAb\5c|  
%_wX9ZT  
5B!l6ST  
2. 仿真任务 ZD] ^Y}  
 KAmv7  
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R.U+?+  
=yiR
B?  
3. 参数：准直输入光源 V?v,q'? $  
bR@ e6.<i  
~#dNGWwG  
@^:R1c![s  
4. 参数：SLM透射函数 <J@Y=#G$2  
[rv"tz=
 
kC"<4U  
5. 由理想系统到实际系统 l;: L0(('  
8/*q#j  
]lzt"[  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 U(DK~#}  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 &'4id[$9  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ua*k{0[  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 PD12gUU?  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 0&Q-y&$7  
s)#FqB8  
^SB?NRk  
Fd-PjW/E8  
- *!R  
应用示例详细内容 '<~l%q  
;wIpche  
仿真&结果 jpZ, $  
kt.z,<w5O  
1. VirtualLab中SLM的仿真 +~\1Z
gw  
^ElUU?rX  
 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)。 V&<vRIsN  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 CN@bJo2  
 为优化计算加入一个旋转平面 EAU6z(X$  
4[|^78  
9D++SU2:}  
W
~E%Eq3  
2. 参数：双凸球面透镜 G=!1P]M{  
6+(g4MW  
~isrE;N1|  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 twU^ewO&  
 由于对称形状，前后焦距一致。 r k;k:<c  
 参数是对应波长532nm。 5\}A8Ng  
 透镜材料N-BK7。 H#x=eDU|k  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 9nlfb~F~P  
\];0S4SBy  
XtVx H4q  
wl #Bv,xf  
Lt0JUUa0  
#N_C|v/  
3. 结果：双凸球面透镜 6Y0k}+j|>E  
6U6,Wu  
$^?"/;8P5  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 %N_5p'W  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 }z1aKa9  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 6lOT5C eJ"  
}YWLXxb;  
6=s!~  
9F)+p7VJq  
=.O8G=;DOA  
4. 参数：优化球面透镜 m07= _4  
`z%f@/:fG  
0]=|3-n  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 wl H6  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 =#dW^?p  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 4;'o`K~*  
 透镜材料同样为N-BK7。 Nw[TP G5  
_0ki19rs  
&2[OH}4  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &^Q-:Kxs8  
i1$ $86  
hu0z):>y  

&?flH;  
5. 结果：优化的球面透镜 /]m5HW(P7K  
SYd4 3PA  
42E]&=Cet  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ste0:.*qb  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 /MYl:>e>  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 "v
I:B}  
O_}R~p  
T#kPn#|  
.1<QB{4~v  
6. 参数：非球面透镜 n4,b?-E>(  
AL@8v=  
&SuWmtq  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 F,+nj?i!  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 (~ro_WC/I  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 a(RTb<  
[AkL6  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 nR'!Ui  
Q`-JRY-  
}-QFMPXhG  
=p~k5k4  
6D3hX>K4  
7. 结果：非球面透镜 LG3D3{H(.  
KBJ%$OQV  
j<|I@0  
 生成期望的高帽光束形状。 3
NU{7,F  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 shlMJa?  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 LkYcAY$w  
.kKU
MyW(  
B!{vSBq  
L~9Q7 6w  
2$ m#)*\  
8. 总结 VwJA  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ?5'EP|<  
'w//d $+G_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 SQ&nQzL  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 tDw(k[aK@  
q,S[[{("  
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。 X
c8r[dX  

ybk~m  
扩展阅读 [0vgA#6I  
Q8-;w{%  
扩展阅读 _mSDz=!Z3  
 开始视频 RE)!b  
-     光路图介绍 E%Tpby}^'  
 该应用示例相关文件： yC#%fgQ r  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 (j<FS>##  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 xib?XzxGo  
5PF?Eq  
|T`ZK?B+u  
QQ：2987619807 VZveNz@]r