[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) iN\4gQ!  
应用示例简述 6 7.+ .2  
1. 系统细节 8 +/rlHp  
 光源 6r0krbN  
— 高斯激光束 K(rWNO  
 组件 VBGuC c/  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 HYZ5EV  
— 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 %6,SKg p  
 探测器 #e1>H1eU  
— 视觉感知的仿真 %#:{UR)
E  
— 高帽，转换效率，信噪比 Lc,Pom  
 建模/设计 m+R[#GE8#  
— 场追迹： ) 1f~ dR88  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 rig,mv  
t;Sb/3  
2. 系统说明 `/XY>T}-  
8 &LQzwa  
Su7?;Oh/yI  
~O0 $Suv  
3. 建模&设计结果 7M!I8C0!aO  
 .-c4wm}  
不同真实傅里叶透镜的结果： nI-w}NQ  
9'giU r  
H>IMf/%5N-  
KIf da
fRL  
4. 总结 w^|*m/h|@u  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 /GN<\_o=q  
vn!3l1\+J  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 8@Q$'TT6}  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 F=e8IUr  
O!#g<`r{K  
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。 b\kdKVh&  
jyUjlYAAv`  
应用示例详细内容  :D6 ON"6  
s}9S8@#  
系统参数 M*, -zGr  
)._;~z!  
1. 该应用实例的内容 OmpND{w  
A@[o;H}XP  
8,4"uuI  
mbTEp*H  
Eu d*_>|  
2. 仿真任务 Ys!82M$g  
uM IIYS  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 eK?MKe  
(AaoCa[  
3. 参数：准直输入光源 EzM ?Nft  
ZF9z~9  
XkE`U5.  
8B K(4?gC  
4. 参数：SLM透射函数 xQ-<WF1i  
|`2RShu  
|O\s
|H  
5. 由理想系统到实际系统 '4+ ur`  
EReZkvseC  
+NZ_D#u  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 30#s aGV  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 mZS >O_E  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 XFHYQ2ME2  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 %+W
{iu[|  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 UT~4x|b:O  
Wd
H$JTk1  
eC
U:Q  
ifMRryN4  
1QcNp(MO  
应用示例详细内容 s^G.]%iU  
|}s*E_/[  
仿真&结果 Ju!]&
G8  
oi&VgnSk  
1. VirtualLab中SLM的仿真 DZ'P@f)]  
Ha0M)0Anv  
 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)。 *SbMqASv4G  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 %op**@4/t\  
 为优化计算加入一个旋转平面 ]b:Lo  
r"
gJX  
p?%y82E  
Olt?~}  
2. 参数：双凸球面透镜 mA}TJz  
?
4#Li~q  
B:yGS*.tu  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 hB]Np1('  
 由于对称形状，前后焦距一致。 .GPT!lDc  
 参数是对应波长532nm。 O'p9u@kc  
 透镜材料N-BK7。 ios&n)W&  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 $kdB |4C  
a8e6H30Sm  
~]IOK$1F%  
(&Kk7<#`  
T?CdZc.
 
.,|G7DGH]  
3. 结果：双凸球面透镜 +<Nn~1  
t:x\kp  
,hm\   
 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。 :gv{F} ##  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 \g&,@'uh  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 R6<X%*&%  
FJGlP&v<  
1APe=tJ  
b4%??"&<Y  
xf\C|@i  
4. 参数：优化球面透镜 }1L4"}L.  
cN-?l7  
Jc&{`s^Nu  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 P-9)38`5  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 fZGX}T<)p-  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 pGP7nw_g  
 透镜材料同样为N-BK7。 Y#ap*  
/Iu1L#  
"b~+;<}Q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 niMsQ  
'
6nAF  
60^`JVGWH  
*/5d>04  
5. 结果：优化的球面透镜 sg^zH8,3  
6IN e@  
fh&nu"&  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 \}yc`7T:L0  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 '|6]_  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 <yV"6/l0  
9d0@wq.  
wyH[x!QX  
IkL#SgY  
6. 参数：非球面透镜 *?@?f&E/  
NR$3%0 nC6  
gmUz9P(  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 d~])K#oJ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 @o].He@L<j  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 |"q5sym8Y_  
/*(Kr'c  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *P[hy  
f=+
mIZ  
&~cBNw|  
>>4qJ%bL  
&Q/W~)~  
7. 结果：非球面透镜 lf`{zc r:  
udK%>  
#
H&|*lr  
 生成期望的高帽光束形状。 4C
o6(  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 pHGYQ;:L  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 P_^ +A  
d"
1]4.c  
SBu"3ym  
Ve$o}h-  
#"6Qj'/h  
8. 总结 (!u~CZ;  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 l ~"^7H?4e  
5;Czu(iH$  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .|KyNBn  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 .D"m@~j7  
n-2]M05O  
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。 EmWn%eMN  
PudS2k_Qv  
扩展阅读 }^WdJd]P  
zy?|ODM  
扩展阅读 6xmZXpd!  
 开始视频 -a}Dp~j  
-     光路图介绍 PA{PD.4Du  
 该应用示例相关文件： [-1^-bb  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 dmtr*pM_  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 (*9$`!wS  
x M/+L:_<  
/|m2WxK)  
QQ：2987619807 4HXo>0