[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) ycl>git]  
应用示例简述 c6Yf"~TD0  
1. 系统细节 x^#6>oOR  
 光源 R%
)2(\  
— 高斯激光束 wKi}@|0[
@  
 组件 C{`^9J-  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 LG Y!j_bD  
— 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 Pi"~/MGP$  
 探测器 T[4[/n>i  
— 视觉感知的仿真 1O]5/Eu  
— 高帽，转换效率，信噪比 fNAo$O4cm  
 建模/设计 "BLv4s|y7L  
— 场追迹： RI5g+Du?  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 G>[ NZE  
XAQ\OX#  
2. 系统说明 X@bn??  
hs{&G^!jo  
gI^L 9jE7  
clq~ ;hx  
3. 建模&设计结果 n?ZL"!$  
kyRh k\X  
不同真实傅里叶透镜的结果： \8>  
2|
0Qk&  
}DDVGs[  
R8=I)I-8  
4. 总结 [xZ/ZWb/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 wr3_Bf3]  
>/!7i3Ow-  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;o-\.=l  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {z5V{M(|w3  
5#TrCPi6A  
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。 P0'e"\$  
o273|*  
应用示例详细内容 H-/; l54E  
( Lok  
系统参数 inr%X
S/m  
o~OwE7H)A  
1. 该应用实例的内容 [):{5hMA  
6?3
/Ul}  
p4m^ ~e  
L;1$xI8tx  
Ss@u,`pr  
2. 仿真任务 S3ab0JM  
NCowt|#t  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 3W7;f!  
Kcs
cz,  
3. 参数：准直输入光源 18
DTv6?QG  
~_DF06G  
1A7%0/K-]  
G$?|S@I,  
4. 参数：SLM透射函数 0[n c7)sW  
^%\)Xi  
P &;y] ,)E  
5. 由理想系统到实际系统 1fz*SIjG  
xoqiRtlY:  
(v|r'B9b  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 UJee&4C-y  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 |?OdV<5C  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ,vY)n6  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Vk MinE  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 &Q\_;  
Q0pC4WJ`  
ES^>[2Y  
Uj4Lu  
AddGB^7yl  
应用示例详细内容 %v5)s(Yu  
XXa(305  
仿真&结果 iP<k1#k  
cvZni#o2)  
1. VirtualLab中SLM的仿真 6-mmi7IfO  
6OfdD
.y  
 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)。 z=ML(1c=  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 -Qg 2qN2{  
 为优化计算加入一个旋转平面 -'I _*fu  
]vm\3=@}9  
Ihdu1]~R{  
uz]E_&2  
2. 参数：双凸球面透镜 @O@fyAz  
`@h:_d  
.CVUEK@Z4  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 <A)+|Y"^h6  
 由于对称形状，前后焦距一致。 `*>V6B3  
 参数是对应波长532nm。 ;knd7SC  
 透镜材料N-BK7。 Nc{]zWL9  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 d!`lsh@tF  
Qm $(  
Ds{{J5Um%  
>R(8/#|E  

vT?Q^PTO  
CXTt(-FT  
3. 结果：双凸球面透镜 *i`v~>  
]\OWZ{T'j  
!tI=`
Ml[  
 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。 A
^pu  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 d4%dIR)  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 >[a FOA  
9u?(^(.  
4_tR9w"  
Ka
f>  
x Y| yI>  
4. 参数：优化球面透镜 _WKJ<dB<  
w TlGJ$D0  
NjbwGcH%\  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 'V&2X
vl%  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 (zY *0lN  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 NUMi])HkN  
 透镜材料同样为N-BK7。 ]pWP?Ws  
Xtft*Z  
{1~9vHAZ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 JX{KYU  
~wTX>qV  
GJX4KA8J  
a'uU,Eb}#w  
5. 结果：优化的球面透镜 kBbl+1{H  
.!i0_Rv5x  
en>9E.?N  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 27>a#vCT  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 @&5A&(  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 VpSEVd:n  
"IG+V:{ou  
nX._EC  
W}h|K:-S  
6. 参数：非球面透镜 _S"f_W  
R uLvG+  
|q_ !. a  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 {]^2R>0Q  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 S8%n.<OB
 
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 =Ey`M#t;  
g]|_ `  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 7UKYmJk.  
kM!V.e[g  
5
[4Z=RP  
^YKy9zkTl  
cn%2OP:L^  
7. 结果：非球面透镜 I]X  
H0a-(  
fYBH
)E  
 生成期望的高帽光束形状。 '"'Btxz  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ^mg*;8eGa  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 }E;F)=E  
S$eDnw~$  
DZe}y^F  
BDe]18X  
'L{p,  
8. 总结 %9o+zg? RJ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 t\r:E2 O  
.#fPw_i  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 <C<`J{X0  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 i"HgvBHx  
We}lx{E  
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。 |)o#|Qo  
RH(V^09[o  
扩展阅读 =Ikg.jYq&F  
f-g1[!"F  
扩展阅读 R#(G%66   
 开始视频 @T&t.|`  
-     光路图介绍 H{V)g  
 该应用示例相关文件： s&'BM~WI  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 +y&d;0!  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 8~ #M{}  
@(:v_l  
)ofm_R'q*  
QQ：2987619807 pm USF #u