[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) .j6udiv5  
应用示例简述 g`EZLDjt  
1. 系统细节 F)P:lvp<r  
 光源 iAd&o`C  
— 高斯激光束 xL* psj  
 组件 ,%i Scr,z  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 .[={Yx0!I  
— 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 UBo0c?,4  
 探测器 lH fZw})d  
— 视觉感知的仿真 +Z#=z,.
^  
— 高帽，转换效率，信噪比 
FlO?E3d  
 建模/设计 ?o<vmIge  
— 场追迹： (6,:X  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 8)B{x[?|  
\%-<O  
2. 系统说明 &9jJ\+:7  
wGHft`Z  
L K&c~ Uy  
b1xE;0uR  
3. 建模&设计结果 4+olyBht  
:kZ]Swi 5  
不同真实傅里叶透镜的结果： 'r'=%u$1C  
g$(Y\`zw  

v[CR$@Y  
88Pt"[{1  
4. 总结 e9acI>^w  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 as07~Xvp-  
+V=<vT
 
 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<.;`g4x  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 5nPvEN/  
>N3X/8KL%  
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。 L5hF-Ek! 3  
/%YW[oY{V  
应用示例详细内容 l&& i`  
^Ks1[xc*`  
系统参数 BKFO^  
Z<U,]iZB  
1. 该应用实例的内容 UG v
IHm  
cMK|t;" 3  
ueg%yvO
 
=i~ = |K!  
&H_/`Z]Q  
2. 仿真任务 o HK  
DLwlA!z  
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。 t!D
'ZLw
 
Q}#4Qz~n  
3. 参数：准直输入光源 Ust +g4  
AB=%yM7V*  
e.\>GwM  
h]zok}$  
4. 参数：SLM透射函数 l6zAMyau5  
3P_.SF  
s:<y\1Ay  
5. 由理想系统到实际系统 /OKp(u;)z  
4Q+,
_iP  
eKP>}`  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 za>%hZf\  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Y] 1U108  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 \t{iyUx
Y  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 +5fB?0D;  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 1D%P;eUDp  
x.t<@y~  
)~M@2;@L  
l_yy;e  
|@d(2f8  
应用示例详细内容 $y;w
@^  
uNewWtUb(  
仿真&结果 <mX5VGY9^  
hLfWDf*T|  
1. VirtualLab中SLM的仿真 r6j[C"@  
>MJ%6A>  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 =Vh]{y~$  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 "]^U(m>f  
 为优化计算加入一个旋转平面 Tw\@]fw  
l|842N@1  
&[`24Db  
f*@ :,4@  
2. 参数：双凸球面透镜 !,-'wT<v  
~N/%R>(v  
QAI=nrlp  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 )^UqB0C6^  
 由于对称形状，前后焦距一致。 B^19![v3T  
 参数是对应波长532nm。 hW~% :v  
 透镜材料N-BK7。 0MT?}D&TL  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 i~GW  
02 FLe*zQ  
i K@RQi  
5I*1CIO  
ko.%@Y(=  
qV=O;  
3. 结果：双凸球面透镜 e_Zs4\^ef  
kFJ]F |^7  
};2Lrz9<  
 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。 va~:Ivl-)  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 e?\Od}Hbw  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 DvN_}h^nX  
jHMP"(]  
AsS~TLG9p  
:z?T/9,C  
HH*,Oe  
4. 参数：优化球面透镜
:wzbD,/M  
YTgT2w  
n n[idw  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 %to.'R  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 $sL+k 'dY  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 `U?S 9m  
 透镜材料同样为N-BK7。 aorL,l  
q89yW)XG  
lYS4Q`z$  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 bq7()ocA  
*~`oA~-Q  
Q2|6WE  
?h7[^sxJ  
5. 结果：优化的球面透镜 )W@  
VQ~eg wJL  
xZAg  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 a$"Z\F:x  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 PVKq&Q?  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 !/F-EJOH6C  
\ }-v
 
G4F~V't  
}WQ:Rmi  
6. 参数：非球面透镜 qztL M?iV  
d76C]R5L  
"| oW6@  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 }Ny~.EV5^  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 'u[cT$  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ZDrTPnA[  
lZ+1A0e  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 F fzY3r+   
Dx3Sf}G `  
"MT{t><  
(w'k\y  
.Vq_O u  
7. 结果：非球面透镜 4p&SlJ  
qr/N?,  
2LN5}[12]  
 生成期望的高帽光束形状。 BgG+  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 r,Pu-bhF  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 HLt;1:b  
XG6UV('  
p4zV<qZ>e  
X?"Ro`S  
r(=3yd/G$  
8. 总结 "Zicac@N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 |}roR{gc|  


)2,\Y  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 t#J #DyY5  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Y)4D$9:  
<Gudx>I  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 2|^bDg;W+u  
~Urj:l  
扩展阅读 /9yA.W;  
'uOp?g'7  
扩展阅读 D#9W [6  
 开始视频 0g(hY:  
-     光路图介绍 WxLILh  
 该应用示例相关文件： IF*k
Ll?  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 aKCXV[PO  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 k4-C*Gx$h  
{=d\t<p*n  
mY1$N}8fm  
QQ：2987619807 BPKeG0F7