[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) {wyf>L0j  
应用示例简述 HE>sZ;  
1. 系统细节 7(<z=F  
 光源 { 0vHgi  
— 高斯激光束 ? bnhx  
 组件 7l|D!`BS  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 >5+]~[S  
— 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 U2)y fhI  
 探测器 $jtXNE?  
— 视觉感知的仿真 "8YXF
g  
— 高帽，转换效率，信噪比 R6/vhze4L2  
 建模/设计 sPUn"7  
— 场追迹： +/Q?<*[  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 a>/cVu'kz  
?f ]!~  
2. 系统说明 Bq)aA)gF  
1X$hwkof  
o6~9.~_e  
X__>r ?oJ  
3. 建模&设计结果 H&3i[D!p  
k6PHyt`3'  
不同真实傅里叶透镜的结果： ~[d|:]  
\4r?=5v*  
/vG)n9Rc  
UM QsYD)  
4. 总结 Lp}>WCams  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 j/Rm~!q  
-yH8bm'0"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 h,WF'X+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 "G,$Sqi@  
eFiUB  
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。 HLml:B[F(  
(hv>vfY@  
应用示例详细内容 gNoQ[xFx32  
pHkhs{/X  
系统参数 3~&h9#7Ke  
!p#+I=  
1. 该应用实例的内容 M7 Z9(3Va  
m:A1wL4c6  
K=`;D  
si|DxDx  
<R>%DD=v^  
2. 仿真任务 Ar:ezA  
M~+T $K  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 v1Wz#oP  
5Sm)+FC:  
3. 参数：准直输入光源 /y<nAGtD&  
_RcFV  
gE~]^B{  
O5?Gv??@  
4. 参数：SLM透射函数 |#6))Dh  
bEz1@"~ p  
PfKF!/c B  
5. 由理想系统到实际系统 0Zq jq0O#  
[V-OYjPAx  
*>,CG:`D  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。  T.{sO`  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 mm,be.  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 8^FAeV#  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 n6f  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ^
KeJ=VT  
QIg.r\>o  
@Ht7^rz+S  
t@(`24  
Pb(XR+  
应用示例详细内容 #~Z55D_  
Bh\>2]~@a  
仿真&结果 =gjq@N]lAW  
m.K@g1G  
1. VirtualLab中SLM的仿真 =vaC?d3  
U=a'(fX  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 ic4mD:-up  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 s^n}m#T  
 为优化计算加入一个旋转平面 0;bi*2U  
And|T 6u  
UJWkG^?  
U(jZf{`Mz  
2. 参数：双凸球面透镜 =Bq3O58+  
AUk,sCxd  
1Y-m=~J7  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 \z4I'"MC.9  
 由于对称形状，前后焦距一致。 +?!x;qS^  
 参数是对应波长532nm。 Qmk}smvH  
 透镜材料N-BK7。 }zkMo?  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ZM~kc|&  
8<VO>WA>E  
Hik :Sqpox  
E_[)z%&n2  
LXm5f;  
X}/{90UD  
3. 结果：双凸球面透镜 [9:'v@Ph  
*+-L`b{SX  
?y@RE  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 Gw0_M&  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .[E"Kb}=  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 EP|OKXRltA  
DeAi'"&  
(|F}B  
n]N+  
Ev R6^n/  
4. 参数：优化球面透镜 l|O)B #  
!2R<T/9~  
:UyNa0$l:"  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ;-OnCLr  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 F>0[v|LG  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 bvu
oo/  
 透镜材料同样为N-BK7。 4|W
glri  
}nQni?  
/-.i=o]b  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3y9K'  
B4<W%lm  
cNX0.7Ls  
>|"mhNF  
5. 结果：优化的球面透镜 FuiEy=+  
7.r}98V  
qNLG-m,n<  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 7^fpbrj  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 *6-fvqCv  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ),<E-Ub  
}|k_sx:  
0{8^)apII  
[BH^SvE  
6. 参数：非球面透镜 y}fF<qih'>  
j=%^CRum  
C^o9::ER  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 @wy&Z  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 b;N[_2  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 a^vXwY  
],fu#pi=]  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Ag>E%N
  
Xm|Uz`A;  
nTJ-1A7EP  
n9;z=   
>d`XR"_e  
7. 结果：非球面透镜 nPW?DbH +  
)wmG&"qsP  
m#D+Yh/y{n  
 生成期望的高帽光束形状。 d,Fj|}S  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 'THcO*<  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ,_JhvPWR,)  
},"T,t#  
X}Ey6*D:  
6z/ct|n  
x2#5"/~4  
8. 总结 yzvNv]Z'*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2 kOFyD  
r((2.,\Z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 D# $Fj  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 .`iG}j)\  
6,ZfC<)  
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。 re\@v8w~  
SWAggW)  
扩展阅读 %uuh+@/&yz  
gaK m`#  
扩展阅读 YL)epi^  
 开始视频 (RDY-~#~  
-     光路图介绍 fpjy[$8  
 该应用示例相关文件： >@NH Al  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 qk;vn}auD]  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Zu4|
1W  
fn%Gu s~  
A@8Ot-t:\2  
QQ：2987619807 b7 pD#v