[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) t}q e_c  
应用示例简述 *r`=hNr  
1. 系统细节 n$/|r  
 光源 ob.<j  
— 高斯激光束 JmI%7bH@  
 组件 W>@ti9\t  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 @Po5AK3cy  
— 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 d9f7 &  
 探测器 xE1?)  
— 视觉感知的仿真 gmL~n7m:K  
— 高帽，转换效率，信噪比 .<hHK|HF  
 建模/设计 +MoUh'/u  
— 场追迹： cI=6zMB  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 %6m/ve  
Mg2+H+C~:  
2. 系统说明 |p|Zv H  
)(}[S:`  
G]K1X"W?  
iiPVqU%  
3. 建模&设计结果 9z7_D_yN2  
jRK}H*uem  
不同真实傅里叶透镜的结果： E'AR.!  
*QC6zJ  
#"gt&t9Q  
ewMVUq*:  
4. 总结 dAI^P/y%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2f,8Jnia  
[?]N GTr#  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;wv[';
J  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ?
x%s j  
|9E:S  
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。 BlVHP8/b  
72<9xNcB!}  
应用示例详细内容 q)q3p  
m}]{Y'i]R  
系统参数 VE\L&d2S  
%_!/4^smE  
1. 该应用实例的内容 x@-K  
`Y&`2WZ ~  
@cDB 7w\  
Etz#+R&*  
>F$9&s&  
2. 仿真任务 V+gZjuN$  
U2VEFm6  
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。 A
(y6]E!  
X5)D[aE6  
3. 参数：准直输入光源 pS?D~0Nb  
Ia2WBs=
 
}+,Q&]>~  
i$Y#7^l%k  
4. 参数：SLM透射函数 e@'x7Zzh  
|IAx!Z-P  
,ri&zbB  
5. 由理想系统到实际系统 ?^&ih:"  
^ D0"m>3r  
gwj?.7N*k  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 </I%VHP,[f  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 UylIxd  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 m$8siF{<q  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 s< tG  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 '(]Wtx%9"  
m#+0m!  
_/>ktYo:  
c&c  
RXXHg  
应用示例详细内容 4 ]oe`yx  
`,O7
S9]R+  
仿真&结果 Y.m1d?H 1  
frcAXh9  
1. VirtualLab中SLM的仿真 |~9jO/&r  
2CC"Z  
 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)。 wSR|uh  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 z_c-1iXCW  
 为优化计算加入一个旋转平面 PMQTcQ^  
'/GB8L  
X}#vt?mu  
8@3=SO  
2. 参数：双凸球面透镜 2a@X-Di  
^gVQ6=z%  
49"C'n0wST  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Lg\3DzM  
 由于对称形状，前后焦距一致。 bdrE2m  
 参数是对应波长532nm。 c&;" Y{  
 透镜材料N-BK7。 )CXlPbhY?  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ".jO2GO^  
/KH85/s  
Uz;^R@  
v&:[?<6-  
t[|rp&xG  
l>*X+TpA,  
3. 结果：双凸球面透镜 zlLZ8b+  
0+mR y57  
5Sl"1HL  
 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。 Gs#9'3_U5  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 u^Cls!C  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Bo:epus
}\  
j+!u=E  
T4x%3-4;  
t__f=QB/  
kQI'kL8>  
4. 参数：优化球面透镜 $mxG-'x%K  
>V.?XZ nt  
%)i&|AV"  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 LR&MhG7  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 :r{-:   
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Ry[7PLn]  
 透镜材料同样为N-BK7。 Q`i@['?p  
1 F:bExQ  
:U\*4l
 
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "1|geO|  
 +At[[  
$.
C\H,H  
/ 0$!.  
5. 结果：优化的球面透镜 cRI2$|  
f['I4 /o  
/'oo;e  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 JQb{?C  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Xg.Lo2s  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ~v&Q\>'  
|HAbZd
7PG  
0SD'&   
548L^"D  
6. 参数：非球面透镜 |i B#   
e!Z}aOeE  
")ys!V9  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 R?{_Q<17  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 :V$\y up  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Jd `Qa+  
lOA EM  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 b4:{PD~Mh  
9qa/f[G  
"} :CM_  
_G)A$6weU  
!0pK8k&MG  
7. 结果：非球面透镜 7cV G?Wr  
%,$xmoj9O]  
V+D<626o  
 生成期望的高帽光束形状。 L'Iw9RAJ  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 T5`ML'Dej  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 nh7_ jEX  
F<h+d917  
[qY yr
  
Q~.t8g/  
|WUM=g7PC  
8. 总结 lpPPI+|4N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \v+>qY<q  
^EN )}:%Z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 N, u]2,E  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 z3[J sE%  
7Wv.-LD6  
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。 )cL(()N  
;HYEJ3  
扩展阅读  &I-T  
W.s8!KH:  
扩展阅读 1mHS -oI9J  
 开始视频 iN[6}V6Sm  
-     光路图介绍 6?lAbW  
 该应用示例相关文件： W4.w  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 q'trd};xR  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 AEM;ZQU  
aZo}Ix:/  
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QQ：2987619807 H9'psv