[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) <FwAV=}6p  
应用示例简述 %Lom#:L'  
1. 系统细节 {m"I-VF  
 光源 H<   
— 高斯激光束 2 ;Q|h$n  
 组件 '\P+Bu]6&  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 o),@I#fM  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 UW&K\P  
 探测器 +<3e@s&  
— 视觉感知的仿真 0e
j*0"Mq  
— 高帽，转换效率，信噪比 1$ENNq#0  
 建模/设计 )H{OqZZYD  
— 场追迹： nX<yB9bXDg  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S^r[%l<'n  
`m\ ?gsw7  
2. 系统说明 dZAb':  
(]$&.gE.F  
Zig3WiD&  
/KhY,G'Z  
3. 建模&设计结果 u+ 8wBb5!  
c1 1?Kq  
不同真实傅里叶透镜的结果： jsq|K=x,  
wpOM~!9R  

|al'_s}I  
/brHB @$  
4. 总结 FB O_B  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 bK|nxL  
ZSn6JV'g  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 e*39/B0S  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -uB*E1|Q  
R".*dC,0'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。 &_3o1<  
)SfM`W)Y  
应用示例详细内容 =!=DISPo  
*s!T$oc  
系统参数 9)'wgI#  
BWzo|isv  
1. 该应用实例的内容 ! ;R}=  
M2M&L,/O  
l'?(4N  
la{o<||Aq  
u4Z Accj  
2. 仿真任务 YGZa##i  
C{YTHNn  
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。 S>R40T=e  
nu6v@<<F>  
3. 参数：准直输入光源 7qg. :h  
$~T|v7Y%  
nW]T-!  
Cp#}x1{  
4. 参数：SLM透射函数 T>m|C}yy  
^Fwdi#g  
|qb-iXW=  
5. 由理想系统到实际系统 ]GzfU'fOn|  
9iGp0_J  
BsYJIKfW  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 -V:7j8  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 UL3u2g;d  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 w=ZK=@  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 0~cbB  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 5,du2  
HG)h,&nc-  
@Cl1G  
#|6M*;lN|  
nk+9J#Gs  
应用示例详细内容 |@dY[VK>  
}1YQ?:@  
仿真&结果 @&2#kO~=  
sB<y(}u  
1. VirtualLab中SLM的仿真 @*JS[w$1  
I0OfK3!^  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 |]OI)w*  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 zl$z>z)  
 为优化计算加入一个旋转平面 i$z*~SuM#  
rv%^2h<&  
?I 7hbqQd  
D=~3N  
2. 参数：双凸球面透镜 _8OSDW*D5t  
<s5s<q2  
:JzJ(q/  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 kj!mgu#T  
 由于对称形状，前后焦距一致。 |$c~Jq  
 参数是对应波长532nm。 ,/..f!
bp  
 透镜材料N-BK7。 9TV1[+JWe  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 j.UO>1{7  
k E-+#p  
EV N:3  
MW)=l | G  
]ru
UX  
3!u:*ibt  
3. 结果：双凸球面透镜 NV9H"fI  
+<n8O~h  
x$24Nc1a'  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 r#WAS2.TP  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 =%9j8wHX  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 i}Cy q  
{_]<mwd  
usI$  
u'aWvN y+  
A]OVmw  
4. 参数：优化球面透镜 &y.6Hiy&  
"y=AVO  
4z!(!J)  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 iFaC[(1@a  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 q%k _C0  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 -P=Hp/ELi  
 透镜材料同样为N-BK7。 {&.?u1C.\  
`Qo}4nuRs  
Z+C&?K  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3H@29TrJ+  
t}-rN5GO  
^|=3sJ4[U  
S&;D  
5. 结果：优化的球面透镜 C07U.nzh  
FY<77i  
uzWz+atH  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 y`-5/4  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 N1u2=puJY  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 &!O~ f  
oHkjMqju  
S$Fq1   
Y(P<9m:  
6. 参数：非球面透镜 kIYV%O   
g(F?qP_K  
GYNLyd)  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 I xE}v%&  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 doV+u(J~  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 {Qj7?}xW  
y,=TB#  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +@5*_n\e`  
xsSX~`  
JM Ikr9/$  
x>~.cey  
A0 1D-)  
7. 结果：非球面透镜 $+@xwuY'+  
dX5|A_Ex  
.3,6Oo  
 生成期望的高帽光束形状。 /V)4B4  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 $(eqZ<y  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 bdkxCt  
7.tEi}O&_g  
MuQ'L=iJ  
'7TT4~F  
~TfQuIvQB  
8. 总结 @mId{w z  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 I6Mr[#*  
HrS  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 _=RK  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 k>q}: J9V  
TkSeDP  
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。 Ug,23  
%t<ba[9F  
扩展阅读 )NCkq~M  
&u7oa  
扩展阅读 dt|f4XWF  
 开始视频 [p[C45d=<  
-     光路图介绍 gtV*`g  
 该应用示例相关文件： ,7nA:0P  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 2%(RB4+  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 =Frbhh57  
W;@9x1jKX  
u.Z,HsEOb  
QQ：2987619807 eGh7,wngH