[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) ))/NGa  
应用示例简述 WpPm|h  
1. 系统细节 (i1JDe  
 光源 r{cefKJHg  
— 高斯激光束 <G};`}$a  
 组件 TY."?` [FK  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 3 291"0  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 bW]7$?acv  
 探测器 ~[_u@8l!mN  
— 视觉感知的仿真 ^tMb"WO  
— 高帽，转换效率，信噪比 N('=qp9  
 建模/设计 o1kTB&E4B  
— 场追迹： S:bY
eD4  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 %^bHQB%  
u|ph_?6o  
2. 系统说明 {\1:2UKkr  
86*9GS?U(  
8t1XZ  
"QKCZ8_C  
3. 建模&设计结果 N)I9NM[  
:w!A_~ w2  
不同真实傅里叶透镜的结果： Fy; sVB  
j8cIpbp8x  
syJLcK+e  
XIGz_g;#'w  
4. 总结 "{;E+-/ aL  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 x%v[(*F#y  
R@X65o  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 8l1s]Kqr  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 z4qc)- {L  
z#[PTqD-_  
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。 @A5'vf|2;.  
(-no
`j  
应用示例详细内容 NihUCj"  
kF;N}O2?{  
系统参数 fT2F$U  
`hl8j\HV<}  
1. 该应用实例的内容 _xefFy  
CN{xh=2qY[  
qj7}]T_  
S-f .NC}:i  
e=cb%  
2. 仿真任务 u|mTF>L  
qkM)zOZ^  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 C09rgEB\B  
y+aKk6(_W  
3. 参数：准直输入光源 UkTq0-N;2  
S4_C8  
`pYyr/  
}Q?a6(4  
4. 参数：SLM透射函数 \{a!Z&df  
/szwVA  
ELN1F0TneH  
5. 由理想系统到实际系统 ;e"dxAUe!^  
{>3J96  
AI^!?nJ%'  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 _UA|0a!-  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 y;if+  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 UhKd o  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 *x &  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Ox5Es  
)H>?K0I  
:O'QL,  
j"s7P%  
[v+5|twxpU  
应用示例详细内容 _-T^YeQ/  
UQg_y3 #V  
仿真&结果 A+MG?k>yg  
|ms.  
1. VirtualLab中SLM的仿真 iYf)FPET  
zIA)se Js  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 vdcPpj^d5  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 8:;]tt  
 为优化计算加入一个旋转平面 .0rTk$B  
8wrO64_NO  
J
vsL]yRT  
[}=a6Q>)  
2. 参数：双凸球面透镜 ' Tk4P{  
S"t\LB*'Ls  
QHr'r/0  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ;X N Ahg7  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Ou4 `#7FR  
 参数是对应波长532nm。 vGnFX0?h  
 透镜材料N-BK7。 e*yl_iW  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 (HXKa][T  
]8htL#C  
va:<W H  
l;rA}?,.^  
T/.UMw  
w!pj);jy{  
3. 结果：双凸球面透镜 &ty-aB=F  
EOZ 6F-':  
w~q ]&  
 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。 BCuoFw)  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ULhXyItL  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 WD_{bd)  
(< >Lfn  
k 1a?yH)=  
h;#0
46-7  
A0Q`Aqs  
4. 参数：优化球面透镜 >& 4):  
$) M2  
`-e9#diQe  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 lcLDCt?  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 U[2;Fkapi  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 3 l}9'j  
 透镜材料同样为N-BK7。 ACy}w?D<  
7n o6  
&Z3%UOY  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4x<H=CJC  
q{_f"  
=''WA:,=h  
T`MM<+^G  
5. 结果：优化的球面透镜 F3K<-JK+  
#jzF6j%G  
Q@W!6]*\  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 KxD/{0F  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 cIQbu#[@  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 yMu G? x+  
x[$KZGK+GL  
5]up%.  
{8qcM8  
6. 参数：非球面透镜 _!VtM#G[  
EJ>rW(s  
*];QPi~  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 "dGN0i  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 '&hd^9]Lo  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 .p.( \5Fo  
2S~(P  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 V?'p E  
{]cr.y]\  
=+UtAf<n  

+Adk1N8  
iqdU?&.;  
7. 结果：非球面透镜 ',xUU{5?  
3[y$$qXI  
=.CiKV$E  
 生成期望的高帽光束形状。 &tvtL  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 9r+'DX?>  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 >e& L"  
iNfA
n&  
d/jP2uuA  
S9r?= K  
i}zz!dJTE  
8. 总结 c_S~{a44Ud  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 NA/`LaJ  
8AFc=Wx  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 U]gUGD!5x  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 OJ"./*H  
+v 3:\#  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 wggB^ }~  
49M1^nMvoo  
扩展阅读 ~-6_-Y|  
SepwMB4@  
扩展阅读 %cg| KB"l  
 开始视频 De^
:9<{jc  
-     光路图介绍 :H3/+/x  
 该应用示例相关文件： 8Th,C{  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计
lq"X_M$  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Ky"FL  
Z#Kf%x.  
h'};spv  
QQ：2987619807 p&x!m}!