[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) Z83A1`!.|  
应用示例简述
ZeVb< g  
1. 系统细节 `mN*"1p-  
 光源 5,3Yt~\m  
— 高斯激光束 GfEg][f  
 组件 MO7:ZYq  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 35}{dr  
— 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 mez )G|  
 探测器 (DzV3/+p^  
— 视觉感知的仿真 H
o3
$T  
— 高帽，转换效率，信噪比 b2x8t7%O  
 建模/设计 1 J3h_z6/  
— 场追迹： [nQ<pTg~r  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 nJ!`^X5I  
J&%d(EJM  
2. 系统说明 i #5rk(^t  
}O+F#/6  
%
i!
&Fr  
f0S&_gt  
3. 建模&设计结果 EeW%5/;  

EZ+_*_9  
不同真实傅里叶透镜的结果： yQkj4v{  
<t9#~x#'b  
`^t0379e  
dW3q  
4. 总结 wYTF:Ou^5~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 V~rF`1+5N  
sq6|J])GgU  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .Rq|F  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [12^NEt  
SKx&t-  
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。 ~HbZRDcJc  
AL #w  
应用示例详细内容 8$SA"c)  
*,w9#?2x  
系统参数 Mz}yf5{f  
l1X&Nw1W  
1. 该应用实例的内容 xngK_n  
]YF[W`2h  
VG
LE5lP X  
E|!rapa  
bAIo5lr  
2. 仿真任务 VH&6Tm1  
X|Gsf= 1S  
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。 9p ;)s  
!C&
!Wj  
3. 参数：准直输入光源 2=pVX  
cwK6$Ax  
B2UQO4[w  
h#K863  
4. 参数：SLM透射函数 ps:|YR  
ht8%A 1|  
]d]tQPEU  
5. 由理想系统到实际系统 86J7%;^Xa  
`&2AN%Xz  
]-O/{FIv  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 wy3{>A Z(  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 )M5:aSRz  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 G
q4~9Tm)*  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ~
2Jvb[IM  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 > <WR]`G  
Hd(|fc{2  
" $5J7  
+'qzk>B  
Pyc/6~?  
应用示例详细内容 eJ0PSW/4l  
yQ)y#5/<6  
仿真&结果 `.PZx%=  
*Q bPz4,"  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Z2d,J>-  
T9enyYt%  
 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)。 a%Ky;ys  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Fxwe,  
 为优化计算加入一个旋转平面 @C40H/dE  
Z IfhC'  

"qEHK;  
\N1G5W  
2. 参数：双凸球面透镜 F5Tah{  
z@hlN3dg  
[bH5
UTA  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 U[9`:aV;  
 由于对称形状，前后焦距一致。 3{o5AsVv  
 参数是对应波长532nm。 *RKYdwnb  
 透镜材料N-BK7。 h@$M.h@mcG  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 V[>MKB(  
z38&7+  
7B GMG|  
&-#!]T-P:E  
;j]0GD,c$  
E )D*~2o/  
3. 结果：双凸球面透镜 :|J'HCth  
{<7!=@j  
IDbqhZp(  
 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。 =\7
o@ 38  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 MH|!tkW>:  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Tvr2K84l  
Og
jSyzc  
nunTTE,iq%  
kmjSSh/t  
[>xwwm  
4. 参数：优化球面透镜 ?.#?h>MS{s  
9(k5Irv"'h  
X $LX;Lv  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 8:c[_3w  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。  ~0 <?^  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 j!9p#JK#u  
 透镜材料同样为N-BK7。 @O b$w1c  
\nM$qr'`B  
[4'C4Zl  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,a&N1G.  
4bD^Kc4\  
!P7&{I,e  
ur^)bp<n  
5. 结果：优化的球面透镜 gZ6]\l]J{  
5I9~OJ>  
v5U\E`)s  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 +$M%"=tk  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 0,*clvH\;  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 [80jG+6  
kxU<?0  
-miWXEe@l  
7)sEW#d!  
6. 参数：非球面透镜 /7#KkMg  
[*ylC,w  
^Nl)ocHv!  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Dpp3]en.  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 a=bP   
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 J+IQvOn_|  
"X~ayn'@w,  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6#P\DT  
EMME?OW$  
sr%tEKba)  
p#HbN#^Hy  
qa 'YZE`  
7. 结果：非球面透镜 6B 4Sd  
'vKB]/e;  
' O1X+  
 生成期望的高帽光束形状。 Kr $R"  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ~_v?M%5i  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 1jU<]09.  
Zp~2WJQ  
tpw0j CVu  
w5,p9f}.  
gIv :<EJ9  
8. 总结 UO(B>Abp  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5qo^SiB.  
5m2(7FC%su  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 No8~~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6FPGQ0q  
UBoN}iR  
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。 HPVW2Y0_N  
n|`L>@aw,  
扩展阅读 J{8_4s!Xt>  
~I<yN`5(a  
扩展阅读 lN94 b3_W  
 开始视频 q H&7Q{  
-     光路图介绍 X51pRP $R  
 该应用示例相关文件： `c@KlL*!Q  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 c`~aiC`l  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 o"D`_ER  

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QQ：2987619807 ;EstUs3