[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) PZF>ia}  
应用示例简述 Es kh=xA {  
1. 系统细节 D4m2*%M  
 光源 H
m+-gI3*  
— 高斯激光束 -0Q:0wU  
 组件 .e2u)YqA  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 l{4=La{?j  
— 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 Lrz>0_Q  
 探测器 q0 :Lb  
— 视觉感知的仿真 X9nt;A2TU+  
— 高帽，转换效率，信噪比 zVs_|x="  
 建模/设计 8=7u,t  
— 场追迹： u
KqN  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 }(-R`.e;  
xyx.1o e!  
2. 系统说明 +b]g;  
' %OQd?MhL  
J?-"]s`J  
x!q$`zF\\  
3. 建模&设计结果 >#R<*?*D}  
HB\y [:E  
不同真实傅里叶透镜的结果： ~fs{Ff'  
>.PLD} zE_  
g!7/iKj:  
pCA(>(  
4. 总结 (@O F Wc"p  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {so"xoA^c  
!wvP24"y  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 _"J-P={=  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 'oHtg @  
!1dCk/D&)8  
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。 tCK
%vd%  
#HB]qa  
应用示例详细内容 qSMSTmnQ  
$dci?7q  
系统参数 J']1^"_'  
_C"W;n'  
1. 该应用实例的内容 Rs8`M8(4%  
?YX2CJ6N  
B4GgR,P@S  
zp"sM z]  
FgQd7p  
2. 仿真任务 (ui"vLk8PP  
of8/~VO  
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。 A[;R_  
BG~h9.c  
3. 参数：准直输入光源 h5x FP  
2M= gpy  
,;H)CUe1"  
w^NE`4 -  
4. 参数：SLM透射函数 sju. `f>-r  
//>f#8Ho  
RMmDcvM"k  
5. 由理想系统到实际系统 6\
g]Y  
#=5/D@  
>I8R[@  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Yc/rjEn7O  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ed2QGTgR  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 (m=-oQ&Ro  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Gu|}ax"  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 yu<sd}@  
O@'/B" &  
_*9eAeJ  
A/W0O;*q  
mE%H5&VSI  
应用示例详细内容 wvcG <sj  
6jiVz%`=Z  
仿真&结果 :Y0*P  
-2w\8]u  
1. VirtualLab中SLM的仿真 'F?T4  
%rzC+=*;  
 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)。 K]oFV  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 @.a[2,o_  
 为优化计算加入一个旋转平面 O]~cv^  
g,7`emOX  
#<S+E7uTs  
:7<spd(%"  
2. 参数：双凸球面透镜 yK_$6EtNKj  
.4^Ep\\  
zdzTJiY2[Z  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ; ob>$ _  
 由于对称形状，前后焦距一致。 +tkDT@ `  
 参数是对应波长532nm。 0j
7W\'!t  
 透镜材料N-BK7。 g[0b>r7   
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 b/Z=FS2T  
EQ-r  
{l%Of  
tz)aQ6p\X  
9sFZs]uM  
5yI_uQR  
3. 结果：双凸球面透镜 [,3o  
(2[tQ`~  
{k%*j 4  
 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。 A/|To!R  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 DFQp<Eq]7  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 )AEJ`xC  
h<f_Eoz-a  
Waj6.PCFm  
%# ?)+8"l  
D kl4^}  
4. 参数：优化球面透镜 }Ry:})  
-uIu-a]  
B<u6Z!Pp2  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 [KLs} ~H  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 X9K@mX  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Fo=Icvo  
 透镜材料同样为N-BK7。 f',n'  
7+0Kg'^+n  
PTWP7A[  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 :3pJGMv(  
eY)ugq>'  
qT$;ZV #  
zRd^Uks  
5. 结果：优化的球面透镜 \1cay#X  
3}@3pVS  
<u]M):b3  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 l=ehoyER  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 "j;"\i0  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 +F.{:  
0+L:+S  
FNL[6.!PV  
T2<?4^xN  
6. 参数：非球面透镜 1O]'iS"  
2#1"(m{  
dmI~$*  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 YRa{6*M  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 s!(O7Ub  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 d7waBsf  
cH%qoHgx
 
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 W=:4I[a6Q  
Y"6 '  
_<s[HGA`z  
y (@j;Q3(r  
^YG'p?r.s  
7. 结果：非球面透镜 r@b M3V_o  
tIn dve  
NbgK#;  
 生成期望的高帽光束形状。 P'%#B&LZo  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 6a6;]lsG  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 1Tl^mS~k  
XrP'FLY o  
h,%`*Qg6  
Sggha~E2s  
t|-TG\Q X  
8. 总结 011 N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5:y\ejU  
^{Wx\+*!  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 )aSj!X'`;  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >f+qImH  
 dpG 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。 &!i'Q;q  
1g_p`(  
扩展阅读 (5CdA1|  
U}f"a!  
扩展阅读 8xf]zM"Q  
 开始视频 p G|-<6WY  
-     光路图介绍 *rKj%Me  
 该应用示例相关文件： >-8r|};+  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 T:FaD V{  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 (<GBhNj=c  
03N|@Tu  
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QQ：2987619807 rtM29~c>@