[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) ^L@2%}6b`  
应用示例简述 t0*,%ge:<  
1. 系统细节 J )DFH~p  
 光源 r$ 8^K\oF  
— 高斯激光束 >3MzsAH\  
 组件 G)G 257K"~  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ;qN;oSK  
— 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 [
PW\
l+i  
 探测器 x[_SNX"  
— 视觉感知的仿真 c&GVIrJ  
— 高帽，转换效率，信噪比 1z5Oi u  
 建模/设计 s9)U",  
— 场追迹： .*Mp+Q}^  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 D,l&^diz  
9z$fDs}.q  
2. 系统说明 Y*Ra!]62  
Bgvv6
(i  
G8t9Lx  
wJ%;\06  
3. 建模&设计结果 9k.5'#  
' %&gER  
不同真实傅里叶透镜的结果： G=ly .  
=}D9sT  
Oe~x,=X)  
pRys 5/&v  
4. 总结 
3HEm-pok  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 [(rT,31cW  
pv[Gg^  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 uSgR|b;R]  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 iLC.?v2=  
NxW Dw  
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。 $Vp*,oRL  
]T:a&DHC  
应用示例详细内容 L}a-c(G+8  
q)j_QbW)  
系统参数 0Fw4}f.o  
YT`,f*t  
1. 该应用实例的内容 'EHtA9M  
\}Al85  
[o"<DP6w  
CBr(a'3{Z  
akA7))Q  
2. 仿真任务 OU esL9  
#PkZi(k hv  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 [} zzG@g,J  
vvI23!H  
3. 参数：准直输入光源 gHo sPY[  
Gl"|t't(  
TtQ'I}7q  
g7"2}|qxo  
4. 参数：SLM透射函数 YSh@+AN  
![i)_XO  
{sfA$ d0  
5. 由理想系统到实际系统 *\(MG|S  

B[,AR"#b  
w*M&@+3I  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 RY
.@_{  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 k-Yli21-/|  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 bFIM07  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 O joa3  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Qhq' %LR  
rJ)j./c  
F[v:&fle  
d9&   
KdBpfPny@  
应用示例详细内容 N[rAb*iT  
"Ccyj/  
仿真&结果 =%B5TBG  
4{@{VsXN  
1. VirtualLab中SLM的仿真 q{ [!" ,  
C-@[=
 
 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)。 RR+{uSO,t  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。  k^Q.lb {  
 为优化计算加入一个旋转平面 l*?_@  
]"&](e6*  
<2E|URo,#  
-.Blj<2ah  
2. 参数：双凸球面透镜 B[I9<4}  
)n]"~I^  
>%ovL8F  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [l3ys  
 由于对称形状，前后焦距一致。 <5?pa3  
 参数是对应波长532nm。 _u+ 7>  
 透镜材料N-BK7。 XEnu0gr  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 1ysQvz  
* bd3^mP  
T](}jQxj`  
Sbl=U  
S,j. ?u*!  
zak|* _  
3. 结果：双凸球面透镜 Z\$M)

e8n  
qJag>OY  
/Kd7#@  
 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。 B>W8pZu-J  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 J#48c'  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 `% QvCAR  
n1JtY75#,/  
9b/Dswxjx  
PcBD;[cn  
fZezDm(Q  
4. 参数：优化球面透镜 \ )=WA!  
0$]iRE;O]  
r\d(*q3B  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ^nK<t?KS  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 *5 +GJWKN  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 A#6zINK#B  
 透镜材料同样为N-BK7。 {vGJ}q?Sd"  
<n4`#d  
xZP*%yM  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 l2LLM
{B  
s/=%kCo  
3*& Y'/!  
o//h|fU@  
5. 结果：优化的球面透镜 uN:KivVe  
mUbm3JIjJ  
D3yTN"  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 =KUmvV*\  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 At"$Cu!k  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。
8[KKi~A  
b?l>vUgAg  
z7ik/>d?  
{$,\Qg  
6. 参数：非球面透镜 t&xoi7!$  
ejlns ~  
aknIrblS\  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 F?|Efpzow?  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 9H/>M4RT  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 %W"u4 NT7  
\c -m\|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 R>*z8n  
.P$m?p#  
'< U&8?S  
TIKkS*$  
Z-Uu/GjB  
7. 结果：非球面透镜 K9lekevB  
N#K)Z5J)b  
${MzOi  
 生成期望的高帽光束形状。 hhze5_$_  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 kU[hB1D5  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 .`}TND~  
zak\%yY`  
x%l(0K  
{5~h   
o{G*7V@H  
8. 总结 n@8Y6+7i  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Cgx:6TRS  
d ItfR'$  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 oFj_o  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ZC N}iQu4  
!fzS' pkk.  
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。 taE p   
AH#mL  
扩展阅读 5rows]EJJl  
Nv
gi&iBh8  
扩展阅读  y:RW:D&  
 开始视频 8>9Mh!t}(I  
-     光路图介绍 gx.\H3y  
 该应用示例相关文件： v>]g="5}8  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 2g= 6s  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 E`o_R=%  
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$G*LWu:  
x95s%29RS  
QQ：2987619807 '#7k9\