[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)  gt_XAH  
应用示例简述 f>r3$WKj  
1. 系统细节 'e]HP-Y<  
 光源 \V^*44+ <!  
— 高斯激光束 \CK
(;J  
 组件 Ud#X@xK<h  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 h}|6VJ@.  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 |rFR8srPG  
 探测器 MCeu0e^)  
— 视觉感知的仿真 "#pzZ)Zh  
— 高帽，转换效率，信噪比 YZGS-+  
 建模/设计 's[BK/  
— 场追迹： sS2_-X[_  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 {y-2  
:)p)=c8%  
2. 系统说明 3Q"F(uE v^  
d=XpO*v,[  
{pDTy7!Hs  
5g``30:o  
3. 建模&设计结果 'j,oIqx  
d(fPECv(  
不同真实傅里叶透镜的结果： qO-C%p [5  
o\ngR\>  
?j/kOD0  
'@TI48 J+  
4. 总结 H&X:!xa5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 JI"/N`-?;b  
/vjGjb=3U  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %bP~wl~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 YwL`>?  
(=1q!c`  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 53 @oP  
LJGJ|P  
应用示例详细内容 dhHEE|vrz  
-Z%F mv8  
系统参数 3J%V%}mD  
RF_[?O)Q  
1. 该应用实例的内容
HU &)  
_>Pk8~m  
x;]x_fz  
fVe@YqNa  
b5j*xZv  
2. 仿真任务 __!m*!sd  
_(C^[:s  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 ITyzs4"VV  
XHxz @_rw  
3. 参数：准直输入光源 v f`9*xF  
naz:A  
W`$[
j0  
bV@7mmz:X+  
4. 参数：SLM透射函数 eC~jgB  
W57&\PXYn  
E0QPE5_  
5. 由理想系统到实际系统 Z>F@nTzb>  
{XtoiI  
flG=9~qcGQ  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 t5paYw-b  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 d.`&0  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 sAi&A9"*   
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Ikj=`,a2B  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 `<^*jB@P  
Z,WubX<  
QY@u}&m%o  
B7HQR{t  
nq'M?c#E  
应用示例详细内容 xO7Yt l  
exQ#<x*  
仿真&结果 b3\B8:XFo|  
lUv=7" [  
1. VirtualLab中SLM的仿真 (SF1y/g@=  
H`-=?t  
 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)。 xuUx4,Z  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 tMFsA`ng  
 为优化计算加入一个旋转平面 Seda}  
aG! *WHt  
R&#tSL  

nUc;/  
2. 参数：双凸球面透镜 +I52EXo  
)~V}oKk0t  
Jx$iwu  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 < Dd%  
 由于对称形状，前后焦距一致。 +8AvTSgX%  
 参数是对应波长532nm。 tz4 ]hF  
 透镜材料N-BK7。 2n|CD|V$ux  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 =&7@<vBpy  
6tn+m54_  
O*G1 QX  
@2 =z}S3O  
SfW}"#L>5  
/p)F>WR  
3. 结果：双凸球面透镜 *N F$1  
/v#)f-N%zs  
^ve14mbF#.  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 hj!+HHYSk  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 LjaGyj>)  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 *Qkc[XHqy  
_BS 9GB  
m`6VKp{YD  
>A}0Ho  
51by  
4. 参数：优化球面透镜 lY'N4x7n  
8IGt4UF
&?  
XErUS80  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ;YyXT"6/p  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 #BY`h~&T  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 m\vmY  
 透镜材料同样为N-BK7。 ?6P.b6m}0  
m"d/b~q  
<7)Fh*W@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 t-7og;^8k  
T_;]fPajjD  
a#0;==#  
qZk:mlYd  
5. 结果：优化的球面透镜 `rb>K  
tous#(&pK  
n~gLPHY  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 s8<gK.atl  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 w%a8XnW]1  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 x/mp=   
}Hcx=}j  
Yr+23Ro  
L}%dCe  
6. 参数：非球面透镜 x,8<tSW)Z  
S%mfs!E>  
?+2b(2&MXE  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 a~]bD  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 1S:|3W  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 E D"!n-Hq  
Ev9>@~^  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^3]UZ@  
6'C2SihYp  
4Ysb5m
)u  
.Zmp,  
pyZ9OA!PD  
7. 结果：非球面透镜 =!b6FjsiG  
},@^0UH4c  
v;EQ, NL  
 生成期望的高帽光束形状。 ?KE$r
~dn  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 V@vU"  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 x/fX`y|(}*  
+T{'V^  
)2e#HBnH  
|L6&Gf]#5  
If-_?wZe  
8. 总结 e}yX_Z'P<  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 c64v,Hj9  
K>/%X!RW  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 EbY,N:LK  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {QAv~S>4  
Iah[j,]r  
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。 ]lOh&Cz[  
3_$w|ET  
扩展阅读 MCTsi:V>+  
~x:DXEV,  
扩展阅读  .)tSg  
 开始视频 +IFw_3$  
-     光路图介绍 eU@Cr7@,|  
 该应用示例相关文件： 23\RJpKb  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Z.PBu|Kx  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 z+{,WHjo  
lSwcL  
p=Q0!!_r  
QQ：2987619807 b*kfWG-6t