[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) uK
z,SqX  
应用示例简述 "S&@F/  
1. 系统细节 za:a)U^n  
 光源 MZpK~c1`  
— 高斯激光束 `6[I^qG".  
 组件 ,h{A^[yl  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 N0K){  
— 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 v~T7`   
 探测器 Vs)--t  
— 视觉感知的仿真 S@}1t4Ls:  
— 高帽，转换效率，信噪比 Iq#ZhAk  
 建模/设计 b{d4xU8'  
— 场追迹： P7 ]
z  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 oT{@_U{*J  
2+cNo9f  
2. 系统说明 1VF    
5aBAr  
ed!:/+3e/  
T;diNfgg  
3. 建模&设计结果 9U {y1}  
+vNZW@_$D  
不同真实傅里叶透镜的结果： hY*0aZ|(  
6vp *9  
8>7Rx
SF  
+B'8|5tPX  
4. 总结 g ^!C  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 j}BHj.YuP  
65oWD-  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ]Ni;w]KE  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Nrah;i+H\o  
!Oj)B1gc6&  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Z2Zq'3*  
k-E{d04-2  
应用示例详细内容 "c(Sysl.L  
TgTnqR@/  
系统参数 tM,%^){p$  
4"@GNk~e  
1. 该应用实例的内容 ?f*Q>3
S)  
ewuXpv%vwW  
K7e4_ZGI  
)i>[M"7  
`e]6#iJ^  
2. 仿真任务 !)qQbk  
]WUC:6x  
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。 =39 ?:VoD  
1`LXz3uBe  
3. 参数：准直输入光源 nRb^<cZf  
KECElK3uj  
Nw
c!r(  
v)f7};"z   
4. 参数：SLM透射函数 RA],lNs  
1|ZhPsD.}g  
v8/6wy?  
5. 由理想系统到实际系统 Q}*y$se!  
{ub/3Uh  
EPX8Wwf  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 joa5|t!D9  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 dQgk.
k  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 xMs]Hs  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 J4tcQ  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 L{
ho*^b  
E2AW7f(/  
Ogg#jx(4  
g,]
@4|  
bm}6{28R  
应用示例详细内容 9 L?;FY)_  
!umEyd@ "  
仿真&结果 m-V02's  
V5D
2\n3A  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Y'`"9Db  
+m,!e*g  
 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)。 *zVvQ=  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 2.Yi(r  
 为优化计算加入一个旋转平面 DF1<JdO+  
Zt@Z=r:&  
0nW F  
Ep~wWQh  
2. 参数：双凸球面透镜 XD-^w_  
X6RQqen3:  
uXQ >WI@eF  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ]M,06P>?  
 由于对称形状，前后焦距一致。
?mRE'#  
 参数是对应波长532nm。 Eff\Aq{  
 透镜材料N-BK7。 LH]CUfUrUE  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 U3#dT2U  
\&}G]  
Psa@@'w  
$_j1kx$  
S<6k0b(,_3  
dl l%4Sd  
3. 结果：双凸球面透镜 t7F.[uWD  
rUwE?Ekn/  
*/OI*{Q  
 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。 ; !$m1
 
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 !rTmR@e$/  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 MonS hIz  
+=cam/A  
yu&Kh4AP  
R[A5JQ$[  
L2-^!'  
4. 参数：优化球面透镜 45}v^|Je\  
gs`^~iD]m  
V`fL%du,3  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 }uX|5&=~f  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 FWPW/oC  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 A
%ywj'|z  
 透镜材料同样为N-BK7。 zTCP)x  
s`
>H  
3;$bS<>  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !Qu PG/=X  
,9ml>ji`=  
s3lJu/Xe{  
aIvBY78o  
5. 结果：优化的球面透镜 _|n=cC4Qu  
v@T'7?s.  
,5-Zb3\  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 RR>G]#k  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 BpT"~4oV5  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 rFXSO=P?Z  
n@B{vyy  
{HZS:AV0  
(iDBhC;/B  
6. 参数：非球面透镜 0#|7U_n  
ySruAkw%  
LZ&uj{ <  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 k@qWig  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 l]vohLz 3!  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 %yw=[]Vjze  
;?im(9h"v!  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 pv$tTWk  
1*R_"#  
4%bTj,H#  
\JU ~k5j  
_'*DT=H'U  
7. 结果：非球面透镜 ec?1c&E  
mq`5w)S)\o  
:c;_a-69  
 生成期望的高帽光束形状。 ggCr-  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 u&3EPu  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 {(HxG4~  
</w7W3F  
XqFu(Lm8=  
eJf>"IF-  
xT+ ;w[s  
8. 总结 ib Ue*Z["1  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ;qVG \wQq  
_SF!T6A  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 DB Xm  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ||gEs/6-  
1,u{&%yL"w  
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。 x[}06k'  
(1y='L2rj  
扩展阅读 W%zmD Hk~  
77_g}N  
扩展阅读 H:E5xz3VQ  
 开始视频 )v-Cj_W5]"  
-     光路图介绍 %g-0O#8}  
 该应用示例相关文件： [#zE. TW  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 T:)% P6/  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ~GYpat  
6 <r2*`  
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QQ：2987619807 z qO$