[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) -("sp  
应用示例简述 ZGf R:a)wc  
1. 系统细节 .&=nP?ZPC6  
 光源 x6\EU=
,  
— 高斯激光束 Y` Oz\W  
 组件 w`&~m:R  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 8-3]Bm!  
— 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 q+5g+9  
 探测器 ob05:D_bc9  
— 视觉感知的仿真 <XiHQ B!  
— 高帽，转换效率，信噪比 R$k4}p  
 建模/设计 py VTA1  
— 场追迹： "VR>nyG%  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 aFGEHZJQ  
cm@q{(r  
2. 系统说明 <R582$( I  
O{SP4|0JV  
Pky/fF7e  
@{3$H^  
3. 建模&设计结果 b(+M/O>I  
=7wI/5iN  
不同真实傅里叶透镜的结果： <]xGd!x$  
9`VgD<?v  
0+%{1JkJq  
6^y*A!
xY  
4. 总结 ]Qm$S5tU  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 s9+Rq*Qd  
AP5[}$TT  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 GcaLP*%>B  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~x^E kE  
8Q ba4kgL  
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。 89o&KF]  
_b|mSo,{Y  
应用示例详细内容 hAX@|G.  
,r^zDlS<q  
系统参数 A?V}$PTlx  
Lgp{ hK  
1. 该应用实例的内容 ZFwUau  
Z>

Jm  
l*~O;do  
4Bg
"b/kF  
F3+ ;2GG2  
2. 仿真任务 m_YXTwwx  
#0>??]&r  
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。 Y1fcp_]m  

U|SF;T .  
3. 参数：准直输入光源 |2t g3m@  

HR'sMu3  
eA q/[(  
(:Di/{i&r5  
4. 参数：SLM透射函数 w3l2u1u  
=`Ii?xo  
%d?.v_Hu0  
5. 由理想系统到实际系统 &JMp)zaI[  
z5.Uv/n\1  
X<G"GaL  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 SFqY*:svOw  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 "[h9hoN  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 R(p`H}^  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 j=|cx+nb  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 H.ha}0J  
N)yCGo  
]90BIJ]*c  
>s dT=6v  

Gbj^oo  
应用示例详细内容 0b=1Ce+0q  
(|O9L s7N  
仿真&结果 Q$,AQyBlqc  
|m{u]9  
1. VirtualLab中SLM的仿真 vq?Lej  
[}>!$::Y  
 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)。 b5i ehoA  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 )?`G"(y  
 为优化计算加入一个旋转平面 /3Y\s&y  

lV%oIf[OB  
:/A7Z<u,  
Lf0X(tC  
2. 参数：双凸球面透镜 zTBf.A;e7  
*Wj]e%  
m3T=x =  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 3uXRS,C  
 由于对称形状，前后焦距一致。 *jQ?(Tf  
 参数是对应波长532nm。 LX'z
7fh  
 透镜材料N-BK7。 <n1panS  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ^cDHC^Wm  
lcVZ 32MQ  
S:(YZ%#  
vKO/hZBh  
B,S~Idr}  
NHaY&\  
3. 结果：双凸球面透镜 ldFR%v>9  
;cEoc(<?  
S(^HIJK  
 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。 h0.2^vM)R  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 X aE;i57$l  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ]9$iUA%Ef  
jK-b#h.gL  
P,J+'.@  
*fCmZ$U:{  
Gf=3h4  
4. 参数：优化球面透镜 O!G!Gq&  
(b;Kl1Ql]  
"5HSCl$r%  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 lrjVD(R=g  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 OwCbv j0#  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。
[KL-T16  
 透镜材料同样为N-BK7。 E1j3c :2  
Cs4ks`Z18  
uf^HDrr<L  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6H1;Hl f  
PrHoN2y5E  
=Y-.=}jp;  
Y&<]:)  
5. 结果：优化的球面透镜 NDUH10Y:[  
D7r&z?  
t"s$YB>}  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 UgLFU#  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 pZcY[a  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Zg%tN#6y  
?9;CC]D  
k|,Y_h0Y  
fK^W6)uuV  
6. 参数：非球面透镜 P;`Awp?  
sW-0G$,|  
}Y^o("c(  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 I_m3|VCa|t  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 bcq&y
L'D  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 d6a3\f  
8@[S,[
  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _7z]zy@PC5  
-2[#1S*  
<+-=j  
+ ZKU2N*  
A`#?Bj  
7. 结果：非球面透镜 ?fN6_x2e3  
zO2=o5nF.  
182g6/,  
 生成期望的高帽光束形状。 '?jsH+j+  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ^TD%l8o6  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 UEx13!iFo  
#M||t|9iu?  
LZb<-vK"y  
^mg:<_p  
HC=ZcK'W  
8. 总结 0 *;i]owV  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 `Se2f0",  
Q}G2f4  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 qyxd9Lk1  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 eR,/}g\  
et/:vLl13  
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。 Dw/vXyZ  
?=LT ^Zp`  
扩展阅读 Wsgp#W+  
Zf1 uK(6X  
扩展阅读 064k;|>D  
 开始视频 b*(K;`9)B  
-     光路图介绍 }`2a>N: &  
 该应用示例相关文件： /* qx5$~  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 $OG){'X  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 t=X=",)f  
"P0!cY8r  
`<|tC#<z  
QQ：2987619807 %*szB$[3