[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) i{qURP}.  
应用示例简述 8ZfIh   
1. 系统细节 V}+;bbUc-  
 光源 |>GIPfVT  
— 高斯激光束 ^iS:mt  
 组件 8f5^@K\c  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 DjvgKy=Jr_  
— 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 I=a$1%BzEX  
 探测器 #HYkzjb  
— 视觉感知的仿真 :j4 [_9\  
— 高帽，转换效率，信噪比 HYmXPpse  
 建模/设计 );H[lKy  
— 场追迹： kZ%W?#  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 caD;V(  
Cq;d2u0)o$  
2. 系统说明 A"iD4Q  
N)WG~=Gi  
4LJ}>e  
U-<"i6mg?  
3. 建模&设计结果 ?ovGYzUZ  
tdF[2@?+  
不同真实傅里叶透镜的结果： RGI6W{\  
F*:NKT d  
^VPl>jTg  
"e<. n  
4. 总结 ODA#vAc!  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7#qL9+G  
b)^ZiRW``  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 { BL1j  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 n3j h\  
?4Juw?  
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。 Q.dy $`\  
>I~
z7JS  
应用示例详细内容 ^T6!z^g1h  
8w?\_P7QA  
系统参数 IF}c*uGj}  
u(WQWsN  
1. 该应用实例的内容 5THS5'
  
UC/2&7?  
,GP4I3D  
yUwgRj  
Ltd?
#HP  
2. 仿真任务 y@\Q@ 9  
166c\QO  
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。 &})d%*n  
E wsq0D  
3. 参数：准直输入光源 pt
ni'W3  
2BA9T nxC  
^6y4!='ci  
M8j(1&(:  
4. 参数：SLM透射函数 <`UG#6z8  
<;E[)tv  
 )\\V s>9  
5. 由理想系统到实际系统 ,T*_mDVY  
TM}'XZ&  
gLMea:  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 fB,1s}3Hn  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ~.9o{?pbG  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 b\j&!_   
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 lc?mKW9  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 s_Oh >y?Aq  
05VOUa*pb  
 `pd   
j*~dFGl)  
6aZt4Lw2\  
应用示例详细内容 n!eqzr{  
<*Kh=v  
仿真&结果 (X_,*3Yxk  
skDk/-*R  
1. VirtualLab中SLM的仿真 w*xUuwi  
cm 9oG  
 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)。 i,Wm{+H-O  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ;(0(8G  
 为优化计算加入一个旋转平面 )cqDvH  
f,HzrHax  
m9<%v0r  
}8F$& AFt  
2. 参数：双凸球面透镜 @f5@0A\0  
H"q`k5R  
KWhM  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ^c0$pqZ}r  
 由于对称形状，前后焦距一致。 FO(0D?PCR  
 参数是对应波长532nm。 <r+!hJ[s'  
 透镜材料N-BK7。 Q^MXiEO+  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 IgiF,{KE,  
'
)u5l  
hi3sOK*r;<  
sE%<"h\_0  
f5yux}A{  
yg+IkQDf4U  
3. 结果：双凸球面透镜 yw*mA1v  
NB W%.z  
kBiBXRt  
 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。 x*R8^BA]pR  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 1ntkM?  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 !&a;P,_Fb  
\n*7#aX/  
N;x<| %peL  
oWx_O-_._  
WE.$at{*h  
4. 参数：优化球面透镜 .mT#%ex  
G_^iR-
  
9o`7Kc/g  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 s!hI:$J.  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ]/o12pI  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 x!C8?K=|  
 透镜材料同样为N-BK7。 2B9i R  
RrO0uadmn  
iF [?uF  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ."IJmv  
`*" H/Q
G  
b\?7?g  
GDHK.?GY  
5. 结果：优化的球面透镜 t/d',Khg  
_)zmIB(}m  
hg?j)jl|  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 9|N"@0<B  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 fou_/Nrue  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 <Qcex3  
f2O*8^^Y{Q  
Y^f94s:2S  
ePq13!FC/  
6. 参数：非球面透镜 -t@y\vZF,  
cPq Dsl3  
\LdmGv@&  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 &o
*s !u  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 11)/] ?/j  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 1p7cv~#95  
=My}{n[  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 :DdBn.  
+mfe*'AU  
*L%6qxl`V  
qIbg 4uE  
.3lGX`d{  
7. 结果：非球面透镜 [j)\v^m  
{W5ydHXy  
I 1b  
 生成期望的高帽光束形状。 1B)Y;hg6&  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 H96BqNoO  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 YgE]d?_h  
M}Nb|V09  
<w0NPrS]  
2;r]gT~  
1Pk mg%+  
8. 总结 (Wd_G-da  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 
@+'c+
  
op hH9D  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Y{B9`Z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 (^sh  
\Fj5v$J-  
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。 "?apgx 6  
9=t#5J#O  
扩展阅读 <^lJr82  
%55@3)V8Rf  
扩展阅读 9$7&URwSDI  
 开始视频 `]*%:NZP@  
-     光路图介绍 -1qZqU$h  
 该应用示例相关文件：
fCgBH~w,9  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 01U *_\  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 A2m_q>> !  
j*uXB^4  
9YP*f  
QQ：2987619807 SArfczoB