[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) Iu`eQG  
应用示例简述 sXxF5&AF0  
1. 系统细节 +*-u_L\'  
 光源 jz(}P8  
— 高斯激光束 !Ziq^o.  
 组件 Z[:fqvXQ  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 9NvV{WI-1  
— 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 2^N 4(
 
 探测器 qg?O+-+  
— 视觉感知的仿真 d54(6N%  
— 高帽，转换效率，信噪比 zn|~{9>y  
 建模/设计 QHnk@R!  
— 场追迹： *fVs|  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 *l:5FTp  
p|VoIQY  
2. 系统说明 I4 dS,h  
Z=`\U?,  
44axOk!G[/  
fhlhlOg  
3. 建模&设计结果 v WKUV|  
b489sa  
不同真实傅里叶透镜的结果： H@%Y!z@\  
6Ouy%]0$I3  
ilL] pU
-  
biFy*+|  
4. 总结 QU0K'4Yx5j  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 o(5Xj$Z  
P_)h8-!+ $  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 J8w#J  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 N9IBw',  
Q.:SIBP  
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。 hKP!;R  
2@WF]*Z  
应用示例详细内容 !7XAc,y  
j<w";I&Diz  
系统参数 e-vL!&;2  
++ !BSQ e  
1. 该应用实例的内容 @Q~Oc_z  
;KqH]h)  
7kapa
59  
EJ&
[I%jU  
E?san;Ku  
2. 仿真任务 J{c-'Of2yi  
Dlhb'*@  
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。 O}\$E{-  
iW\cLp "  
3. 参数：准直输入光源 & xOEp  
K
c~h  
KO/Z|I  
@KRr$k  
4. 参数：SLM透射函数 Sgp$B:  
!ckm
NE0  
Ig*68M<  
5. 由理想系统到实际系统 G/ToiUY  
*{|{T_H:  
:db:|=#T  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 h ,;f6  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 #M$Gj>E%4  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 p%A s6.  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 luD.3&0n  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 #=r:;,,  
%:rct  
#hPa:I$Oc  
j?sq i9#  
}& ;49k  
应用示例详细内容 YSi[s*.G  
<RzGxhT  
仿真&结果 D0Cs g39  
3B|?{U~  
1. VirtualLab中SLM的仿真 uN1(l}z$  
ir^%9amh  
 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)。 fW^\G2Fk  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ;ew j  
 为优化计算加入一个旋转平面 Cz@[l=-T7  
04{*iS95J  
Q _Yl:c  
y;W|)  
2. 参数：双凸球面透镜 ?CSc5b`eo  
#4uuT
?!  
R7YLI1ov  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 dd4g?):  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Y] Q=kI  
 参数是对应波长532nm。 {.=4;  
 透镜材料N-BK7。 O3,IR1  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 -90qG"@  
t# cm|  
Hrb67a%b  
Ubtu?wRBW  
zq ;Y
E  
M1(+_
W`  
3. 结果：双凸球面透镜 V'[Lqe,y  
EXt?xiha?  
MVe:[=VOT|  
 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。 w
@ 1g_dy  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 $#q:\yQsPC  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ,S.<qmf  
@lvvI<U  
$Pw@EC]  
]PlDe8  
1+`Bli]dE  
4. 参数：优化球面透镜 <\i}zoPO  
-"m4 A0  
Vgzw['L}  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 J=QuZwt  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 r3.A!*!  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ;+pS-Zb 6  
 透镜材料同样为N-BK7。 %"#%/>U4  
)tc"4lp-  
Gwl]sMJ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 g5TH
kxp  
1;O%8sp&  
n/ ]<Bc?  
or2BG&W  
5. 结果：优化的球面透镜 |^z?(?w  
y*i_Ec\h  
k 4|*t}o7  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Vaj4p""\F  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Cso!VdCX  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 *dB^B5  
]xJ5}/  
>cVEr+r9t  
AawK/tfs  
6. 参数：非球面透镜 a;},y|'E  
 {@XzY>  
XQI.z7F  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 '<(S*&s  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 EP!zcp2' C  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Ps<6kQ(  
;=.i+  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003
be^09'  
_oOEMQb  
s06tCwPp  
M6$9-  
R~9\mi5^UH  
7. 结果：非球面透镜 v4X\LsOP  
_,S L;*G4|  
|$$gj[+^  
 生成期望的高帽光束形状。 N*d )<8_  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 hYm$Sx(=  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 &.1F\/]k  
(``EBEn  
?fO 2&)r  
41\r7 BS  
x6=Yt{  
8. 总结 ' KX'{Gy  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 FbvwzZ  
3Thb0\<"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 q]1HCWde  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -Oj}PGj$e\  
4Ji6B)B  
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。 `O:ecPD4M  
G@4ro<  
扩展阅读 o6{[7jI  
P=Au~2X  
扩展阅读 ZS\jbii8  
 开始视频  bnll-G|  
-     光路图介绍 &C_0JyT  
 该应用示例相关文件： ([Gb]0  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 < 5%:/j  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Tt,<@U[/}  
v37TDY3;  
iy{n"#uX  
QQ：2987619807 [&6VI?