[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) sw^4h`^'  
应用示例简述 [uD G;We=  
1. 系统细节 Q=~*oYR  
 光源 14 Toi  
— 高斯激光束 >q7/zl  
 组件 +1o4l i  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 $\A=J  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 kMP3PS  
 探测器 /pS Y~*  
— 视觉感知的仿真 6=o'.03\f  
— 高帽，转换效率，信噪比 nqMXE82  
 建模/设计 1rLK1X  
— 场追迹： |`,AAa  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 O4.`N?Xq  
g`9`/  
2. 系统说明 he\
pW5p  
o!-kwtw`l  
rZSD)I  
ZtLZW/`  
3. 建模&设计结果 JULns#tx}  
!5XH.DYq!  
不同真实傅里叶透镜的结果： |.EC>D/  
-b`O"Ck*  
C!z7sOu  
me@xl}  
4. 总结 ]u<8jr  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 x^]J^L45  
/c:78@  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 1@S(v L3a  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 tEFbL~n  
/fDXO;tN  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 JKy06I  
O ! iN  
应用示例详细内容 nc/F@HCB  
dlJc~|  
系统参数 h51)kN:  
sRKoM  
1. 该应用实例的内容 
dp DPSI  
W|-<ekH_u  
1 ` ={**  
M>_ U9g  
e` {F7rd:  
2. 仿真任务 @h)Z8so  
uP NZ^lM  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 ;*[oi  
c>.=;'2  
3. 参数：准直输入光源 w)7s]Ld  
.6HHUy  
K$kI%eGZA  
PDNbhUAV  
4. 参数：SLM透射函数 s)9d\{  
>\4"k4d}  
we}G%09L  
5. 由理想系统到实际系统 (t_%8Eu  
={[9kR i  
Q.i_?a  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。  ow2tfylV  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 !>,XK!)  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ,%<ICusZ  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 D7|qFx;]g  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 hywy(b3  
m4x8W2q  
`PS^o#  
%2,'x  
>eM>Y@8=  
应用示例详细内容 Gph:'3 *X  
`/RcE.5n\@  
仿真&结果 w 21g&  
dh K<5E  
1. VirtualLab中SLM的仿真 %Fp1c K  
wrm ReT?  
 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)。 "(+p1  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 `BzjDI:a  
 为优化计算加入一个旋转平面 \$W\[s4I  
05s{Z.aK  
2}0S%R(  
$iMbtA5aQ  
2. 参数：双凸球面透镜 ^t}8E2mq  
d:3OC&  
sg%Ptp  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 t~_bquGk  
 由于对称形状，前后焦距一致。 y134m  
 参数是对应波长532nm。 we&D
"V  
 透镜材料N-BK7。 s_#6^_  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 =O??W8u  
'dJ(x  

'n/L1Fn  
lQKq{WLFx.  
uy rS6e0  
%4^NX@1jV  
3. 结果：双凸球面透镜 <`")Zxf+  
[m0G;%KR
/  
L
XS)(-&  
 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。 d7P'c!@+  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ycj\5+g  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Z3O_K  
YckLz01jh  
r^T+I3  
UH`cWVLpr  
H:]'r5sw  
4. 参数：优化球面透镜 cP^c}e*;NS  
Ctx{rf_~  
0S#T}ITm4Z  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 }9~U5UXWU  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 89P'WFOFK  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 CZDWEM}   
 透镜材料同样为N-BK7。 qZYh^\  
=^mBj?(V7  
8;$zD]{D1  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 1 Szv4  
)
7  M  
1T0s UIY  
MQMc=Z4d  
5. 结果：优化的球面透镜 y`a]##1j$M  
*?YMoN  
_<u>? Qt  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 *]*0
uo  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Xq%ijo  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 pM}n)Q!{3"  
HQGH7<=Om  
|*B9{/;4  
ImsyyeY]  
6. 参数：非球面透镜 ?fX`z(Z  
`%_(_%K  
_18Aek  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 [sZ,nB/  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 8+Abw)]s  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 -=GmI1:=$4  
?U3~rro!  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 yX%NFXD  
r<!/!}fE,  
p%-;hL!  
~(}nd  
51 "v`O+  
7. 结果：非球面透镜 q.ZkQN+  
B8>3GZi  
JZ)w  
 生成期望的高帽光束形状。 .5!Q(  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 juEH$7N!  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 1AQ3<  
AZva  
eE" *c>I  
=8AL>:_  
Zb:S IJ  
8. 总结 +pxt
ar  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 J<MuWgx&  
kiu#THF  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 z6Zd/mt~x  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '5\?l:z  
VEx )  
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。 ne# %Gr  
Q|7;Zsd:  
扩展阅读 ;!B>b)%  
ntn ~=oL  
扩展阅读 Id{Ix(O  
 开始视频 Dv}VmC""  
-     光路图介绍 tS[%C)  
 该应用示例相关文件： R<Ct{f!  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 :.crES7<[X  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 =xr2-K)e  
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QQ：2987619807 gH/(4h