[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) mgVYKZWL-i  
应用示例简述 Y2 J-`o$5  
1. 系统细节 TbNH{w|p  
 光源 /N_:npbJF  
— 高斯激光束 Mhti  
 组件 =(7nl#o  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 G'G8`1Nj  
— 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 U7D!w$4  
 探测器 "EMW'>&m  
— 视觉感知的仿真 rq8 d}wj  
— 高帽，转换效率，信噪比 "#o..?K  
 建模/设计 z dgS@g  
— 场追迹： ;TWLo_  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 yTd8)zWq  
@ G)yz!H  
2. 系统说明 gHstdp_3  
f!#!  
@lE'D":?  
;mk[!  
3. 建模&设计结果 thJ~* 0^  
ZzupK^5Z  
不同真实傅里叶透镜的结果： rniM[7K  
oXnaL)Rk  
18Y#=uH}  
^r&)@R$V  
4. 总结 :+PE1=v  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 + tMf&BZ  
Q&I`uS=F  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 A'KH_])  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,?|$DY+=  
yzhNl'Rz  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 v wEbGx  
\\FT.e
6  
应用示例详细内容 /gZyl|kdy  
R);Hd1G  
系统参数 /!?LBtqy  
/qX?ca1_4^  
1. 该应用实例的内容 G*@!M%/  
?qaWt/m  
1Hr}n6s  
:h{uZ,#Gi  
t+8e?="  
2. 仿真任务 v.jxG{~.  
?@.v*'qR  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 l&qnqmW<  
!=YKfzE  
3. 参数：准直输入光源 K] (*l"'U5  
CP~ZIIip"  
! ;t\lgMl  
q#W|fkfx+  
4. 参数：SLM透射函数 m$W>~  
h)HEexyRg  
-d\sKc  
5. 由理想系统到实际系统 nMyl(kF[  
Cd}^&z  
@x}"aJgl  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。  }~/b%^  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 9D3{[  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 T+<.KvO-  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 `5IrV&a  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 vQljxRtW  
?;ok9Y  
T-e
n|.  
V\;Xa0  
ITn%  
应用示例详细内容 UZyg_G6  
6c-/D.M  
仿真&结果 ?*fY$93O  
0<uek  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ^m|@pp  
E~%n-A  
 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)。 *q=T1JY  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 mM,HMrgLqK  
 为优化计算加入一个旋转平面 1!<t8,W4  
R~\R>\  
[7Lr"  
QqA=QTZ}  
2. 参数：双凸球面透镜 (~GQncqa  
uuC [
"Z  
tVAi0`DV  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Y![Q1D!  
 由于对称形状，前后焦距一致。 9TW[;P2> )  
 参数是对应波长532nm。 LhJ
UoX  
 透镜材料N-BK7。 J}#gTG( '  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ?QOU9"@+B  
7n7Xyb  
jRJG .hcB5  
0bTj/0G?  
tbFAVGcAM  
ZL( j5E  
3. 结果：双凸球面透镜 oac)na:O#  
'Gy`e-yB  
:@(('X(".  
 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。 @/z\p7e  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 J9Ao*IW~  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 V8^la'_j  
Mog>W&U  
Q|'f3\  
2q~.,vpP  
l0qaTpn  
4. 参数：优化球面透镜 F9fLJol  
$.PRav  
DrJ?bG;[  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 u8Ys2KLpL  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 [G<ga80  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 fVbjU1N  
 透镜材料同样为N-BK7。 uo#1^`P  
a-{|/ n%  
a(gXvgrf[  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 (RddR{mX  
cQ8[XNa  
(95|DCL  
YX$(Sc3.6  
5. 结果：优化的球面透镜 vpQ&vJfR  
0<,{poMM  
&<A,\M  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 i2=- su  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 %'
Cj~An  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 /2tA n  
6G8No-#y  
orGMzC2  
r,6~%T0  
6. 参数：非球面透镜 [LYO'-g^F#  
w!F>fcm  
=:H-9  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 X +`Dg::  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 OX_y"]utU  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 %U\,IO`g  
$L*gtZ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,PeR}E;c  
w1/QnV  
\<7Bx[/D4  
x[0T$  
htBA.eQ  
7. 结果：非球面透镜 Y~"tL(WfJl  
JipNI8\r  
Z/Rp?Jz\j/  
 生成期望的高帽光束形状。 IiPX`V>RC  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 -CvmZ:n  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 .n8R%|C5  
,^/Wv!uPE  
CIW4E  
PmuG(qg  
(TZK~+]@sb  
8. 总结 cMT7Bd  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 A8% e_XA  
Z RVt2  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 x-%O1frc  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0L}`fYf  
{ DYY9MG8  
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。 UmR)L!QT8  
<LbLMV  
扩展阅读 %1?t)Bg  
%' DOFiU  
扩展阅读 ,=)DykP  
 开始视频 ?8~l+m6s$  
-     光路图介绍 4|x_C-@  
 该应用示例相关文件： '2^}de!E  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 -.D?Z8e  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 }B0[S_mw  
MCE@EFD`\  
lR?y tIY  
QQ：2987619807 Chi
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