[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) "y0A<-~  
应用示例简述 ^e,RM_.  
1. 系统细节 //@=Q!MW  
 光源 ~&:R\  
— 高斯激光束 Z :+#3.4$3  
 组件 %4Zy1{yKs_  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -JENY|6  
— 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 ;#i$0~lRl  
 探测器 wcf_5T  
— 视觉感知的仿真 EvmmQ  
— 高帽，转换效率，信噪比 |]cDz  
 建模/设计 [;Ac
V73  
— 场追迹： F8Wq&X#r  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Ohag%<1#  
" G6jUTt  
2. 系统说明 %Ab_PAw  
p ri{vveN@  
}z+"3A|  
pd3&AsU  
3. 建模&设计结果 ~(/HgFLLu  
,P@-DDJ  
不同真实傅里叶透镜的结果： 3rg^R"&  
zpqNmxmF  
a?~csP^?}  
c.Z4f
7  
4. 总结 mm-UQ\h  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3&fFIab9  
)6 <byO  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4"x;XVNM[  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 WUS9zK  
_l=  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 qjzW9yV+  
arKmc@"X  
应用示例详细内容 ~9{;VKgK  
So.P @CCd  
系统参数 =Fy8rTdk6r  
GTe:k  
1. 该应用实例的内容 !o':\hex6  
zn1Rou]6  
(<ZkmIXN  
/.YAFH|i)"  
{FY[|:Cp  
2. 仿真任务 ?}v%JUcs  
kseJm+Hc  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 "IS^ajaq  
6oh@$.ThG  
3. 参数：准直输入光源 hUvuq,LH_  
0(/D|  
,nB3c5X)|  
,]_(-tyN|  
4. 参数：SLM透射函数 6*aa[,>  
g)?g7{&?>?  
E+ 3yN\X(  
5. 由理想系统到实际系统 t{8v(}  
EvqAi/(g  
N^(lUba  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。  L|lmStwe  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 O& %"F8B  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 h`h>H X  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 9_WPWFO  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 AYA&&b  
^h6$>n5  
Iei7!KLW  
A9l})_~i  
wYO"znd  
应用示例详细内容 m_!vIUOz  
4[,B;7  
仿真&结果 v<3o[mq  
0SYf<$  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Z\=04[  
o47   f  
 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)。 !\#Wk0Ku  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 c
P@F #!2  
 为优化计算加入一个旋转平面  Ep\  
`,Y[Z  
u2-@?yt  
SQt|(r)  
2. 参数：双凸球面透镜 Go\} A:|s  
Vv
yrty  
?)mhJ/IT  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 -e{)v'C)  
 由于对称形状，前后焦距一致。 qH h'l;.  
 参数是对应波长532nm。 C?60`^  
 透镜材料N-BK7。 ? %+VG  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ~S^X"8(U  
d]7|v r]  
=l8!VJa  
9jMC|oE  
G=C5T(  
xv$)u<Ve  
3. 结果：双凸球面透镜 k~1j/VHv  
lbB.*oQ  
;;YcuzQI3  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 lP@)  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 fys5-1@-p  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 P^8^1-b  
nrTv=*tDj  
29Z!p2{hk  
b$v[@"1  
5>ADw3z'  
4. 参数：优化球面透镜 Z#4JA/c!  
8 _4l"v p  
<o&o=Y8  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 h"u<E\g  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 q}<.x8\  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 jcEs10y  
 透镜材料同样为N-BK7。 OB?SkR  
PG6[lHmi  
iY ^{wi~?  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 I%}L@fZ  
b|sc'eP#?  
9Qzjqq:"Li  
Hs"% S  
5. 结果：优化的球面透镜 a[1sA12  
w0Fwd  
U@.u-)oX  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 %bIsrQ
~B  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 p-5Pas  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 FOCoiocPi  
GA|/7[I}  
/[a|DUoHO  
Dq/3E-y5  
6. 参数：非球面透镜 [1z{T(d
h  
6IEUJ
-M Z  
7fTxGm  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 n$.1Wk"  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 mi7sBA9L8  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 owE<7TGPI?  
C(-[ Y!  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5oz>1  
44|deE3Z  
Z0e-W:&;kF  
B/jrYT$;m  
94Xjz(  
7. 结果：非球面透镜 2Sge  
f%2%T'Q  
r_Lu~y|  
 生成期望的高帽光束形状。 S?*^>Y-e;  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C/F@ ]_y  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 W`#gpi)7N  
QTVa  
C@%iQ]=  
o;3j:#3 |  
?E%+}P  
8. 总结 xM&EL>m>L  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 A?e,U,  
X(IyvfC  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 y k?SD1hj  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,# ]+HS^B  
!0`lu_ZN  
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。 GF&_~48GD  
SijtTY#r  
扩展阅读 f[x~)=  
xXORIlD  
扩展阅读 21U&Ww  
 开始视频 eaEbH2J  
-     光路图介绍 U
jf,6=M  
 该应用示例相关文件： R0{Qy*YQ`  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 TZe+<~4*i%  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 UL&} s_  
19
'5Re&  
Q*gnAi&.#  
QQ：2987619807 NN^QU
B