[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) `L-GI{EJ  
应用示例简述 s@WF[S7D  
1. 系统细节 hx'p0HDta  
 光源 ~ jR:oN  
— 高斯激光束 OZHQnvZ  
 组件 G!y~Y]e  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 (x.O]8GKP  
— 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 0K0[mC}ZwM  
 探测器 k"J[mT$b  
— 视觉感知的仿真 p6qza @  
— 高帽，转换效率，信噪比 hQm"K~SW
=  
 建模/设计 aNqhxvwf  
— 场追迹： >bKN$,Qen  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 }~Am{Er<l  
kt.y"^  
2. 系统说明 %E!^SF?Y  
XT n`$}nz  
[Rqv49n*V  
w(sD}YA)  
3. 建模&设计结果 -I#]#i@gX  
}'?N+MN  
不同真实傅里叶透镜的结果： MZpG1  
`%8byy@$  
R\L0   
+m> %(?=A  
4. 总结 E(5'vr0  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2>E.Q@c  
;8Z\bHQ>  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 [OH9/"  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '
>GZB
 

9~6FWBt  
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。 (s
/hK  
g$qNK`y  
应用示例详细内容 \]uo^@$bm  
1LgzqRq  
系统参数 O23dtH  
!'4HUB>+  
1. 该应用实例的内容 0>uMR{ #  
N2!HkUy2  
n4albG4  
E^I|%F  
W9!EjXg  
2. 仿真任务 xMk0Xf'_  
Cf-R?gn]  
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。 vd@_LcK  
^Vl{IsY  
3. 参数：准直输入光源 QEl:>HG  
4g}eqW  
NJEubC?  
`@8QQB  
4. 参数：SLM透射函数 ";jj`  
;QT.|.t6  
3SRz14/W_R  
5. 由理想系统到实际系统 29]T:I1d[  
oW:p6d  
u$7od$&S  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 wSTy2Oyo;  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 4I"p>FIkY  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ;&|MNN^  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 AxD&_GT  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6 ufF34tA  
\tLfB[S.5  
YT)jBS~&  
5*.JXxE;U  
`QH-VR\_  
应用示例详细内容 nf,R+oX  
ar-N4+!@  
仿真&结果 S#IlWU  
b' 1%g}  
1. VirtualLab中SLM的仿真 [.M<h^xrB  
>t-9yO1XQq  
 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)。 3h:"-{MW.  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 }9w?[hXW"  
 为优化计算加入一个旋转平面 6,nws5dh  
<ID/\Qx`q  
0w'%10"&U+  
L&[u
E;ro  
2. 参数：双凸球面透镜 jB+K)NXHL  
sdk%~RN0T  
d5/x2!mH8  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 s-V5\Lip,  
 由于对称形状，前后焦距一致。 p 8,wr )  
 参数是对应波长532nm。 
,
>6s~'  
 透镜材料N-BK7。 Ks|qJ3;  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 q;&\77i$  
Igowz7  
~YQC!x  
gq[|>Rs75  
H_*;7/&  
3l
w KV  
3. 结果：双凸球面透镜 ,{"%-U#z  
xign!=  
jH+ddBVA  
 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。 OEz'&))J  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 gi26Dtk(h  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 8y9oj9 ;E]  
 T06BrX  
>HvgU_  
<m;idfn  
q J)[2:.G  
4. 参数：优化球面透镜 Q\WH2CK  
}.j<kmd  
}$6;g-|HX  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 CCZ'(Tkq  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 gXrPZ|iS  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 X rBe41  
 透镜材料同样为N-BK7。 6Vr:?TI7  
S;pKL,d>r  
a?_
!  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _g
AU`aO^  
rCOH*m&  
x
vx5@lx  
dD%Sbb  
5. 结果：优化的球面透镜 "pQFIV,  
^T(v4'7  
s8i@HO  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 %}T' 3  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 "x;|li3;  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 BU3VXnqT[  
:Z
(w,  
pDw^~5P  
>!o||Yn  
6. 参数：非球面透镜 4z{jWNM)N  
w(>mP9Cb  
%(f&).W  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 <xb=.xe  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 n U0  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 dm;C @.ML  
$mH'%YDIl  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 BWtGeaW/sr  
hn$l<8=Q_  
e}F1ZJz  
,CGq_>Z  
u 2)#Ml  
7. 结果：非球面透镜 OI@;ffHSW  
G@Jl4iHug"  
@;^7kt  
 生成期望的高帽光束形状。 C rA7lu'  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 WF'Di4   
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 z}772hMB  
M1>2Q[h7  
pwu8LQ3b{O  
)/32sz]~  
P~6QRm  
8. 总结 at N%csA0  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 :6N'%LKK  
ceKR?%8s  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 L%hVts'  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 HU~,_m  
\J)ffEK
Ip  
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。 [,@gSb|D?  
IJ#G/<ZJZ  
扩展阅读 mVSaC  
In3},x+$  
扩展阅读 0=WZ 8|R  
 开始视频 %.NOQ<@W  
-     光路图介绍 ])v,zp"u  
 该应用示例相关文件： 5.]eF$x2  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 !F^j\  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 E#5$O2b#  
F:3*i^ L  
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QQ：2987619807 "s?!1v(v