[技术]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-Dp9vG  
应用示例简述 .X5A7 m  
1. 系统细节 g
'td(i[  
 光源 
26p_fKY  
— 高斯激光束 a ?\:,5=  
 组件 6~l+wu<$  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 TR%8O;  
— 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 gnYo/q
=K  
 探测器 'w=aLu5dY  
— 视觉感知的仿真 N8DouDq  
— 高帽，转换效率，信噪比 {Iz"]Wh<f  
 建模/设计 4+89 M  
— 场追迹： _gEojuaN  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 $Wjx$fD  
C~WWuju'  
2. 系统说明 /Ny#+$cfk  
3a&HW JBSx  
c D.;  
wD/jN:  
3. 建模&设计结果 #ro$$I;  
nvA7eTO6C  
不同真实傅里叶透镜的结果： &Xc=PQ:I  
BC5R$W.e  
BY9Z}/{j  
WM%w_,Z  
4. 总结 HA0F'k  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 `(DHa=s1  
; K,5qs  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 F8#MI G   
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 qL <@PC.5  
0+[3>Ny0  
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。 DL d~
 
+p&zM3:9w  
应用示例详细内容 ,Vl2U"   
Gm &jlN  
系统参数 cB_9@0r[S  
;$8ptB.  
1. 该应用实例的内容 8C[eHC*r  
wn|;Li  
(zxL!ZR<  
`GlOl-  
72
/ bC  
2. 仿真任务 J1w3g,  
 E(wS6  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 LK!sk5/  
O9m sPb:  
3. 参数：准直输入光源 &gW<v\6,  
neE Zw#(Z  
"kC
6G%  
lHPnAaue@  
4. 参数：SLM透射函数 @' %XdH  
C~
?p85  
v;-0^s/P  
5. 由理想系统到实际系统 X-Ev>3H  
Z[l+{  
4^k8|#c  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 )2q r^)  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 oB>#P-V  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 :;TF_Sv  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 |eg8F$WU  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 w`r%_o-I  
$=#Lf[|f=  
.:
4*HB  
MmU`i ,z  
|'uBkL0q  
应用示例详细内容 @P>>:002/  

C3N1t  
仿真&结果 m:Rm(ga9  
8zcSh/
 
1. VirtualLab中SLM的仿真 Z0O0Q=e\Y  
uhnnjI  
 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)。 3
]@wa!`  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 XR p60i6f  
 为优化计算加入一个旋转平面 1(*+_TvZ  
[Jjo H1E@  
QFN9j  
tUW^dGo.  
2. 参数：双凸球面透镜 h,-i\8gq  
!,{N>{I  
ux*G*QZ  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ;
Xqi;EA  
 由于对称形状，前后焦距一致。 k_Sm ep  
 参数是对应波长532nm。 "vkM*HP  
 透镜材料N-BK7。 I2NMn5>  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 0LP0q9S:9  
??|,wIRz  
d_f*'M2Gv  
ME
$J?3r  
wr(*RI"  
O3dQno  
3. 结果：双凸球面透镜 jq_4x[  
*lu*h&Y  
7:=(yBG  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 +afkpvj8  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 0B2f[A  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 tu@-+<*  
#Aj#C>  
a@9W'/?igk  
C43I(.2g  
R%t|R79I  
4. 参数：优化球面透镜 \f VX<L  
!Htl e %  
9x(t"VPuS  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 KV'3\`v@LY  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 a3z_o)"   
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 o4j!:CI  
 透镜材料同样为N-BK7。 \l# H#~  
;NAKU  
sYSq>M  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 pe).  
t-iQaobF  
:RYYjmG5;  
*_Ih@f H  
5. 结果：优化的球面透镜 vfVF^ WOd  
Wcl =YB%  
Dr(;A>?qG  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 [iyhrc:@  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 =%u=ma;  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 B{S^t\T$  
B4c;/W-  
yM(
ezb  
jH;L7
 
6. 参数：非球面透镜 Q&PEO%/D  
%+#l{\z  
 (tT%rj!  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 
&t'P>6)  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ;7JyL|2  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 bI
k4?S  
7E?60^Tve  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 (9] =;)  
/nt%VLms%  
@)z?i  
UD5
h

k  
1pN8,[hyR7  
7. 结果：非球面透镜 X&@>M}  
SpEu>9g&  
/CbM-jf  
 生成期望的高帽光束形状。 h<WTN_i}  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 v
|jwz.jM  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 u2U+uD@yA  
I=YZ!*f/`  
8p/&_<mnW  
:&RpB^]  
fnFIw=d  
8. 总结 q _:7uQ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 FuFICF7+C  
PBwKRD[I  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 BG]|iHi  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 COH>B1W@  
xR&Le/3+  
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。 !\\1#:*_W  
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扩展阅读 }|c-i.0=
 
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扩展阅读 8Urj;KkD  
 开始视频 %6:"
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-     光路图介绍 gzyi'K<  
 该应用示例相关文件： ZM57(D  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 T@r%~z  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 CraD