[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) ~\9bh6%R  
应用示例简述 !U@?Va~Zn  
1. 系统细节 zLs[vg.(  
 光源 3KF[ v{  
— 高斯激光束 f&\v+'[p  
 组件 -n-rKN.T  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Z]I[?$y  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 0wm
z2zKV  
 探测器 nr#DE?  
— 视觉感知的仿真 NY5?T0/[  
— 高帽，转换效率，信噪比 amL8yb  
 建模/设计 WrR97]7t  
— 场追迹： 6[h3pb/m  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 8%UI<I,  
dJhT}"x  
2. 系统说明 !KUV,>L  
rf%E+bh4  
Ba$Ibq,r/  
5"IbmD>D  
3. 建模&设计结果 $Q[>v!!X  
#Fua^]n  
不同真实傅里叶透镜的结果： u"%i3%Yjh  
E47U &xL  
rmCrP(  
N{]|
!#  
4. 总结 w,\#)<boyb  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 yTDlDOmV!
 
<uugT9By  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 DR`d^aBWQ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 *3hqz<p4:  
3 ;F=EMz{  
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。 pcM'j#;  
<t{T]i+  
应用示例详细内容 PNSZ j#  
OBF2?[V~  
系统参数 FDB^JH9d  
$18|@\Znj  
1. 该应用实例的内容 ^X%{]b K  
XD5z+/F<"0  
t@Qs&DZ7k  
_MZqH8  
Pr
IS L[@  
2. 仿真任务 xzFV]  
.1u"16_  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 JLsy|}>  
=Tf uwhV  
3. 参数：准直输入光源 54kd>)|"ag  
{89F*  
T jO}P\p  
%3ecV$  
4. 参数：SLM透射函数 C3af>L@}  
#c V_p  
$cr
i"G  
5. 由理想系统到实际系统 tVU
oUl  
Mg.xGST  
Vcg$H8m  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ,TTt<&c  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 X I\zEXO  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 n&=3Knbd@d  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 L$7 NT}L  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 lm}mXFf#  
d%Zt]
1$  
dA[Z\  
Oslbt8)U6  
{~a=aOS  
应用示例详细内容 7p&%0'BO1z  
}O<u  
仿真&结果 RsS?ibozl  
Ti }Ljp^O  
1. VirtualLab中SLM的仿真 sm-RpZ&|  
rrei6$H&  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 f)\ =LV  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 F8km8lPQl  
 为优化计算加入一个旋转平面 _f%Wk>
A4  
v;X'4/M  
vV:eU-a  
S(jbPQT  
2. 参数：双凸球面透镜  q&0Jl  
 KTd,^
h  
eN@V?G26K  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 *p{wC r  
 由于对称形状，前后焦距一致。 RSG\3(  
 参数是对应波长532nm。 g4<w6eB  
 透镜材料N-BK7。 ["}0umt  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 hf rF7{yj  
[1@-F+  
k/W$)b:Of`  
 L2[|g~  
X62h7?'Pd  
+]/_gz  
3. 结果：双凸球面透镜 |D u.aN  
|a#4  
CRvUD.D  
 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。 _>B0q|]j4'  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 EoqUFa,  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ]?tsYXU j  
O:3pp8  
q bb:)>  
jQOY\1SR  
Af5O;v\  
4. 参数：优化球面透镜 QIVpO /@  
,x}p1EZ  
#r; 'AG  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Fxy-_%a  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Bo8+uRF|  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ?y!0QAIXK  
 透镜材料同样为N-BK7。 j8?z@
iG  
%B`MO-  
E^_P  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =]yJvn"  
EO$_]0yI;_  
$:w4_X5T  
9:CJl6~N)#  
5. 结果：优化的球面透镜  3}}~(  
"0Uh(9Fv  
GE
XT8f(7  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ET1/oG<@  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 HJ]\VP9Zb  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ^?(A|krFg  
6*Jd8Bva\o  
Mh>H5l.1i  
g![]R-$  
6. 参数：非球面透镜 ZurQr}  
]kx)/n-K  
"TA 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。 7(lR$,bE;=  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ;LNFPo   
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 -8; ,#  
Z{7lyEzBg  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 pXPwn(  
Urur/_]-%  
" &'
Jw  
Iw
hZzw w  
w35r\x +  
7. 结果：非球面透镜 c%w@-n`  
pUki!TA  
O79;tA<k
 
 生成期望的高帽光束形状。 1[o] u:m9U  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 t=J\zyX!  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 l;zpf|.Vc  
'$*d:1  
m{Jo'*%8f  
c)gG  
K-F@OSK'  
8. 总结 |\"vHt?@G  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Ffk$8"  
h[72iVn  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ork/:y9*y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 V`?2g_4N
 
WJCEiH  
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。 z.n`0`^  
xnWCio>M  
扩展阅读 jC>l<d_  
`X]TIMc:Ad  
扩展阅读 3UgusH3  
 开始视频 Z<6xQTx  
-     光路图介绍 lob{{AB,!  
 该应用示例相关文件： DG
}Y
Qr.L  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 2GQq(_  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 b;K>Q!(|  
FU/yJy  
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QQ：2987619807 L+2!Sc,>