[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) Oz-;2  
应用示例简述 # ;3v4P  
1. 系统细节 Yx"un4  
 光源 h= Mmd  
— 高斯激光束 X 3q2XU  
 组件 P5Is#7udN8  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 4IGn,D^  
— 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 "l[ c/q[  
 探测器 -ztgi
rU  
— 视觉感知的仿真 XkRPD  
— 高帽，转换效率，信噪比 YG K7b6  
 建模/设计 h"ZR`?h  
— 场追迹： bBg=X}9  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 |kK_B :K  
]
Mb:zs<r  
2. 系统说明 @aY>pr5!  
*wp>a?sG\  
y)uxj-G  
~.&PQE$DF  
3. 建模&设计结果 JS2h/Y$  
=";G&)H-  
不同真实傅里叶透镜的结果： kxWcWl8  
S2<evs1d  
`RHhc{  
<:ptNGR  
4. 总结 khe.+Qfgj  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 W!B\VB  
HIsB)W&%@  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 7&w$@zs87  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 P TMJ.;  
vugGMP;D(  
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。 ocPM zq-  
KybrSa  
应用示例详细内容 n@_aTY  
05s{Z.aK  
系统参数 Q/]t$  
~ya@ YP]';  
1. 该应用实例的内容 ')zf8>,  
bvF-F$n%F  
#,CK;h9jy!  
{n 4W3  
9^g?/8  
2. 仿真任务 d*R('0z{  
<*[D30<  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 8fWk C<f}  
0x,NMS  
3. 参数：准直输入光源 iCIU'yI  
*IQQsfL)  
U#
g,XJ  
Jk}Dj0o  
4. 参数：SLM透射函数 |3P dlIbO  
&`I7
aP|  
]=]fIKd  
5. 由理想系统到实际系统 U0@Qc}y  
R "qt}4m  
d^qTY?k.  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Ft<B[bQ  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 S+7u,%n/  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 \\Te\l|L  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 w)Z-, J  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 "'*Qq@!3?  
9a$ 7$4m  
Wa
<SYJ  
@M!nAQ8hY  
o2R&s@%0@B  
应用示例详细内容 wo5fGQJ
 
e)f!2'LL  
仿真&结果 J936o3F_  
SQ-CdpT<  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Dio)orc  
D9%t67s  
 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)。 MeDlsO  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 &~V6g(9  
 为优化计算加入一个旋转平面 +o|I@7f  
#b>D^=NV>)  
zbAyYMtEk  
W.nr&yiQ  
2. 参数：双凸球面透镜 V6kJoSyde  
)-^[;:B\k"  
z8<"  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 _j2q  
 由于对称形状，前后焦距一致。 k{J\)z  
 参数是对应波长532nm。 iC4rzgq  
 透镜材料N-BK7。 Bmv5yc+;  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 NeR1}W  
j5!pS xOC  
~;vt{pk  
kE854Ej  
!|~yf3  
AHet,N  
3. 结果：双凸球面透镜 ]ASTw(4  
6r)B|~,OA  
_Lgi5B%   
 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。 i|!W;2KL5  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 KZ 4G"  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 o#hFK'&~  
`>u^Pm  

D2'J(  
B8>3GZi  
JZ)w  
4. 参数：优化球面透镜 .5!Q(  
>6gduD!6I  
h@@q:I=  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 "10.,QK  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 #:8V<rc^  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 2`A\'SM'4  
 透镜材料同样为N-BK7。 <])kO`
+G  
wit  
4F,RlKHBl  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 8TCbEPS@Q  
Da ]zbz%%  
H8h,JBg5<F  
>:|jds#  
5. 结果：优化的球面透镜 o,!W,sx_  
Q1RUmIe_&  
vz^=o'  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 K~A@>~vFb  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ~j[mME}  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 &IP`j~b  
>'v{o{k|C  
h3V; J  
}[: i!t.m  
6. 参数：非球面透镜 D<lVWP  
9>ML;$T&  
H,;9' *84  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 WD|pG;Gq  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 uo3o[H&#  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 QJ,~K&?  
+<'>~lDg  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &XB1=b5  
B6U4>ZN  
rQ)I  
bq z*90  
!_?#f|  
7. 结果：非球面透镜 -932[+  
?:Rw[T@ l  
+@MG$*}Oz  
 生成期望的高帽光束形状。 KQCF "  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 .=@CF8ArG  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 |z`AIScT  
"LM[WcDX  
h%] D[g  
'h>CgR^NM1  
J )UCy;Y  
8. 总结 7o9[cq w  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 wj\kx\+  
\iAs  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 s}?QA cC  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0>yuBgh  
V-lp';bD  
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。 .`^wRpa2M  
DYTC2  
扩展阅读 ]Q
KKtvN  
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P@mAw  
扩展阅读 .s>.O6(^%  
 开始视频 Ex5LhRe>=  
-     光路图介绍 5$c*r$t_RK  
 该应用示例相关文件： -~]]%VJP|  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 >Dq&[9,8  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 v|:TYpku3  
R@2*Lgxz~  
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QQ：2987619807 M! uE#|