[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) &ir|2"HV  
应用示例简述 !V'~<&   
1. 系统细节 3jqV/w[-  
 光源 dfA2G<Uc  
— 高斯激光束 HJi FlL3  
 组件 bA-/"'Vp9  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 j%U'mGx  
— 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 en_W4\7^  
 探测器 DL*&e|:q  
— 视觉感知的仿真 Yu}[RXC(=  
— 高帽，转换效率，信噪比 y$}o{VE{x  
 建模/设计 GI<3L K\  
— 场追迹： zH13~\  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 A-eRL`  
,/YTW@N  
2. 系统说明 3Q#
Tut  
`Hx JE"/  
N!//m?}  
hcqg94R#_  
3. 建模&设计结果 /u&7!>,  
hz+O.k],?  
不同真实傅里叶透镜的结果： vn+~P9SHQ  
[ KDNKK  
cCuK?3V4K  
wpI"kk_@@  
4. 总结 YfstE3BV  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 m;JB=MZ=m  
?orLc,pU^  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 DC~1}|B"  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Eb7GiRT#  
M+VAol}1  
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{<r~  
FN<Sagj  
应用示例详细内容 VBtdx`9  
C)mR~Ey  
系统参数 `< 82"cAT{  
=`k',V_  
1. 该应用实例的内容 O'{g{  
d}2(G2z^  
(j-_iOQ]i+  
)!lx'>0>  
6 u1|pX8  
2. 仿真任务 r+usMF<'  
Mt*V-`+\  
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。 9DmFa5E
 
]m :Y|,:6  
3. 参数：准直输入光源 'A,)PZL9i  

$q##Tys  
6@VgLa,  
e0M'\'J  
4. 参数：SLM透射函数 y q!{\@-  
!-m 'diE  
25;(`Td5  
5. 由理想系统到实际系统 FY)US>  
N<O<wtXIj  
cEIs9;  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 k+zskfo  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 X2E=2tXl`7  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 K@vU_x0Sl  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 2%/+r  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 f#\Nz>tOhE  
!tSh9L;<O  
+q%b
'!&Q  
9TZ6c  
@V Sr'?7-  
应用示例详细内容 j XYr&F  
hlfdmh?/  
仿真&结果 "H]R\xp  
? U* `!-  
1. VirtualLab中SLM的仿真 M6j~`KSE  
}S;A%gYm  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 ]QQeUxi  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 }1 j'  
 为优化计算加入一个旋转平面 &YBZuq2?  
uQ%3?bx)T  
\x|8  
Q)=2%X  
2. 参数：双凸球面透镜 TPYh<p#  
U_RWqK
L  
FQ0PXYh  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 KV! (   
 由于对称形状，前后焦距一致。 =y=MljEX  
 参数是对应波长532nm。 YRCOh:W*  
 透镜材料N-BK7。 *;F:6p4_  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 AwZz}J+  
vSY YetL  
S~
>R}=  
T!i$
nI&  
NieNfurG%  
6Fc*&7Z+  
3. 结果：双凸球面透镜 aMGyV"6(-6  
i v.G  
h@TP=  
 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。 Yy;BJ_  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 #|T2`uYotf  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 K)^8 :nt  
bq9/d4
  
=ui3I_*)  
_M^^0kf  
z0%tBgqY(  
4. 参数：优化球面透镜 X|aD>CT  
y#
= j{  
fYW9Zbov-  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 @1i<=r  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Cu_-QE  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 IG:2<G  
 透镜材料同样为N-BK7。 o$Y#C{
wC%  
06?d#{?M1o  
Er -rm  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 r7^v@  
{vT9I4d8  
3#Iq5vT  
uL~wMX  
5. 结果：优化的球面透镜 IyM:9=}5  
"y5bODq3t  
zFQm3!.  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 B4 5#-V  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ~z,
qr09  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `2]TPaWGh  
[7NO !^  
$<"I*l@  
:, 3S5!(y  
6. 参数：非球面透镜 Z:^ S-h  
~SmFDg$/m  
s< Fp17
 
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 CSz+cS  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 p 16+(m  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 % [~0<uO  
X<5&R{oZ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 UFC^lv  
MTq/  
x0K#-  
g1:%986jv  
jfVw{\l  
7. 结果：非球面透镜 RS#C4NG  
*_P'>V#p  
^8YBW<9  
 生成期望的高帽光束形状。 jp1e3 Cg  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ,6o tm  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 H}q$6WE  
Ps<k2  
;.b^&h  
OJhMM-  
e{3%-  
8. 总结 \(&&ed:  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 hc|#JS2H@y  
YLS*uXB&.  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 M?o_J4  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 URt+MTU[  
;*ni%|K
 
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。 k8l7.e*  
6'.)z,ts  
扩展阅读 I$4>_D  
I*$-[3/  
扩展阅读 rO YD[+  
 开始视频 %|1s9?h7\  
-     光路图介绍 JT~Dr KI_  
 该应用示例相关文件： 3(nnN[?N,5  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 TAqX f_  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 cd=K=P}p  
.g?D3$|K  
0Wc_m;  
QQ：2987619807 mNEh\4ai