[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) QLiu2U o  
应用示例简述 L"1}V  
1. 系统细节 oldA#sA$  
 光源 K1+)4!}%U  
— 高斯激光束 i/`m`qdg  
 组件 P"IPcT%Ob%  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ?kH8Lw~{5W  
— 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 gv-
xm  
 探测器 Rnr(g;2  
— 视觉感知的仿真 jZ~n[ f+Q  
— 高帽，转换效率，信噪比 9CWF{"  
 建模/设计 jD<{t  
— 场追迹： %^4CSh  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 JP!~,
mdS  
=C8?M  
2. 系统说明 WrxP  
[6%VRqY  
#FCnA  
[S9K6%w_!  
3. 建模&设计结果 4~Vx3gEV:  
t\k$};qJ  
不同真实傅里叶透镜的结果： t4zkt!`B  
C'.L20qW  
t(NI-UXBp  
6;\I))"[  
4. 总结 {GK;63`1  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 M3c$=>  
diL+:H  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 >~[c|ffyo/  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 hKLCJ#
T  
8D3OOab  
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。 j,lT>/  
.f%fHj  
应用示例详细内容 F4}]b(L  
=jOv] /  
系统参数 -D  
-Ta9 pxZk  
1. 该应用实例的内容 A+ZK4]xb  
5\5/   

B%)%  
lT(WD}OS  
/YW>*?"N  
2. 仿真任务 =9O
^p@Q#W  
9kN}c
<o  
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。 GP!?^r:en  
{5U{8b]k  
3. 参数：准直输入光源 /YP{,#p  
, pDnRRJ!  
qT{U(  
F\JM\{&F  
4. 参数：SLM透射函数 `w#Oih!6A|  
d6}r#\  
TJ_$vI  
5. 由理想系统到实际系统 0=@?ob7  
E4`
N-3
 
"CSsCA$/  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ddJQC|xR}  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 !;&p"E|b#  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 D.B.7-_8  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 cs,N <|  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 twL3\ }N/B  
AK,J7
 
q8X feoUV  
@| M|+k3  
A
-H&  
应用示例详细内容 mXRB7k  
[-65PC4aN  
仿真&结果 5,3'=mA6  
cv-PRH#  
1. VirtualLab中SLM的仿真 KyVQh8  
jqWu  
 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)。 CJ/X}hi,  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 2#KJ asX  
 为优化计算加入一个旋转平面 >BR(Wd.  
J`peX0Stl  
63q^ $I  
R0P iv:  
2. 参数：双凸球面透镜 5L+>ewl  
(Mo*^pVr  
rXmn7;B}g  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [.O?Z=5a[V  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ?J%1#1L"/  
 参数是对应波长532nm。 +6sy-<ZL:  
 透镜材料N-BK7。 aGrIQq/k)%  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 <;9I@VYK  
**w!CaqvY  
mC4zactv  
!POl;%\  
~ZmN44?R  
:8L8q<U  
3. 结果：双凸球面透镜 chcbd y>C  
gFeO}otm  
R+2+-j4  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 \s/s7y6b+  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 h%o%fH&F!  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 RHaI~jb  
.GsV>H  
sd,J3  
(_ni
MQtF}  
8|):`u  
4. 参数：优化球面透镜 k52/w)Ro,$  
Qiua  
Y'c>:;JEe  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 KK1gNC4R  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 q 0$,*[PH  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 G<At_YS  
 透镜材料同样为N-BK7。 T_i:}ul  
Q}1 R5@7  
3/aMJR:o  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 n(b(yXYm]  
na#CpS;pc  
8e*,jH3  
%=n!Em(  
5. 结果：优化的球面透镜 >z/#_z@LV  
q+Lr"&'Q  
aO]ZZleNS  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ~T ]m>A!
 
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 SFB~ ->db  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 I~q
#eO)  
aDq5C-MzG  
"w^!/  
M2HomO/X)  
6. 参数：非球面透镜 k&&2Tq
  
(*Z)(O*z  
5A%w 8Qv  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 UM!ENI|  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 JI?rL  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ;'?l$ ._  
)`SES."  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 iWei  
&%8'8,.  
4zASMu  
Wl;.%.]>  
]=.\-K  
7. 结果：非球面透镜 ;o^eC!:/%  
c]$i\i#  
@Py/K /  
 生成期望的高帽光束形状。 ?5U2D%t  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Da&vb D-Bg  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 IC#>X5  
?Eg(Gu.J  
yW+yg{Gg:  
oeKHqP wg  
wHsYF`  
8. 总结 8MK>)P o)  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $k|g"9  
iDN;m`a  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 AK&S5F>D+B  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 GT~)nC9f  
ji1viv  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 CEXyrs<  
ln$
&``L  
扩展阅读 \X<bH&
x:z  
~hZ"2$(0  
扩展阅读 w<C#Bka  
 开始视频 X- pqw~$  
-     光路图介绍 s4G|_==  
 该应用示例相关文件： T#M,~lD  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 L=c!:p|7)  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 unshH<  
6$fHtJD:  
6S\C}U/  
QQ：2987619807 -d8TD*^