[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) -=5]B ;  
应用示例简述 W Cz+  
1. 系统细节 PCKgdh},  
 光源 En-BT0o  
— 高斯激光束 4:m/w!q$  
 组件 <uq#smY  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 f4{O~?=  
— 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 X|]&K  
 探测器 JR
>v  
— 视觉感知的仿真 'KL!)}B$h  
— 高帽，转换效率，信噪比 ~Psv[b=]  
 建模/设计 BhFyEY(  
— 场追迹： v:.`~h/b  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Ujb7uho  
o&-c5X4  
2. 系统说明 A_nu:K-  
fu 0]BdM  
3hUU$|^4gm  
hf#[Vns  
3. 建模&设计结果 \ct7~!qM  
J+IkTq
w  
不同真实傅里叶透镜的结果： XNZW J  
?VM4_dugf  
Q--Hf$D]H  
f\cm84  
4. 总结 cow]qe6K  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 jbrx)9Z+%  
d4(!9O.\  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 { [S@+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %v)m&VUi%  
#@qd.,]2  
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。 GJLe733o  
*21foBfqh  
应用示例详细内容 P`ZYm  
?|}%A9  
系统参数 ~r%>x  
<OR f{  
1. 该应用实例的内容 6
xfG`7Az  
.LQvjK[N
 
;_]Z3  
U`25bb1Wj  
`y%1K|Y=  
2. 仿真任务 85fv])\y  
OsSGVk #Qh  
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。 estDW1i)  
.WeP]dX%:f  
3. 参数：准直输入光源 /C: rr_4=  
>R&=mo~  
cbHb!Lbg  
$d[ -feU  
4. 参数：SLM透射函数 =5zx]N1r  
(txr%Z0E  
<;T$?J9  
5. 由理想系统到实际系统 k-~HUC.A.  
}3rWmo8V  
d7O\p(M1  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Td6Gu"  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 v<2B^(i}VB  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 wlY6h4c  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ]n/fB|tE  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ,pc\ )HR  
JsA9Xdk`  
MZ/PXY  
q^.\8zFf  
ZJ|@^^GcL  
应用示例详细内容 -4}I02  
Z T5p
 
仿真&结果 xUG:x4Gz+  
TAXl73j_CY  
1. VirtualLab中SLM的仿真 #_zd`s3k  
JW`Kh*,~<  
 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)。 TNvE26.(  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 p| #gn<z}  
 为优化计算加入一个旋转平面 lvyD#|P  
;~Em,M"o  
Rlq6I?S+  
cuw3}4m%  
2. 参数：双凸球面透镜 qtv>`:neB  
@3UVl^T  
uy,ySBY  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [xVE0l*\  
 由于对称形状，前后焦距一致。 -6()$cl}0  
 参数是对应波长532nm。 gUrb&#\X  
 透镜材料N-BK7。 !iOuIYjV  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 fC$~3v  
jJ' LM>e  
/)ubyl]^p  
Z_^v#FJ'l  
Nr#Y]9nA  
x_&m$Fh  
3. 结果：双凸球面透镜 qwb`8o  
}UzO_&Z#6  
1qs~[7{C1  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 >%"Q]p  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 's]+.3">L1  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 us.+nnd  
b=#3p  
z"eh.&T  
9u'hC
i(  
`R}D@  
4. 参数：优化球面透镜 @'EP$!c  
J-W,^%  
.2xp.i{  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 qdn\8Pn  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 6g ,U+~  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Z{ntF  
 透镜材料同样为N-BK7。 5T[9|zJs  
/WDz;,X  
ax0:v!,e  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mne^PSI:  
lA4Bq  
^}2 ie|  
3I_
"vk  
5. 结果：优化的球面透镜 @"}dbW<DV  
J! 4l-.-  
f77uqv(Y  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 -(n[^48K  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Po[u6K2&  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 h(;qnV'c  
b'$j* N  
@=c{GAj  
Rk PY@>  
6. 参数：非球面透镜 %J`;  
~6'6v8  
~'WvIA (  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 KJa?TwnC  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 1K'0ajl1A  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 =+{.I,g}g@  
%r5&CUE5?  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 sBIqee'T  
?6   
SaEe7eHd  
|}*k|  
do{#y*B/g!  
7. 结果：非球面透镜 k@5,6s:  
DYH-5yX7  
pBt/vSad  
 生成期望的高帽光束形状。 ,{c9Lv%@J  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ~?vm97l  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 +1p>
:cih  
&86kmFA  
D
R9M8E  
8\8uXOS  
5(MWgC1  
8. 总结 GI$t8{M  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $*%Ml+H-  
t4?g_$>   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~}4o=O(  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -!MDYj+U  
JRA.,tQc  
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。 BzA(yCu$:  
8N(bLGUG  
扩展阅读 g\ @
nA4  
~GfcI:Zz&  
扩展阅读 d\, 4Wet;#  
 开始视频 1X2oz  
-     光路图介绍 ywk;  
 该应用示例相关文件： =rgWOn8  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 )?pin|_x  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 5d
(A(  
O6OP{sb  
%>i7A?L  
QQ：2987619807 _dsd{&