[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) P7p'j  
应用示例简述 ! jb{q bq  
1. 系统细节 T#w *5Qf  
 光源 LdYaJh~h  
— 高斯激光束 Mq$Nra  
 组件 U-3uT&m*9.  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 sYY=MD  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 [8C6%n{W  
 探测器 %]@K}!)2  
— 视觉感知的仿真 S~4HFNe^&  
— 高帽，转换效率，信噪比 #L,5;R{`  
 建模/设计 d<l
-Ldle  
— 场追迹： Y/w) V
V  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 2
-M]!x)  
7c Gq.U  
2. 系统说明 @X6|[r&Z  
Rd.[8#7VE  
=.Q|gZ   
O@bDMg  
3. 建模&设计结果 MF^I] 7_  
ZW|VAn'>  
不同真实傅里叶透镜的结果： "Z6:d"S`  
6">jf #pE  
^6 sT$set  
q3E_.{t  
4. 总结 !j.jvI%e;  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #Rdq^TGMi;  
c=p@l<)  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Cz_chK4  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {1 94u%'  
lYu1m  
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。 hrRX=  
Y">;2Pt;  
应用示例详细内容 "@I"0OA  
3f:I<S7  
系统参数 ~!!>`x  
ngN_,x7yc  
1. 该应用实例的内容 Th%1eLQ  
9{bzxM  
_k@{> ?(a  
5!*5mtI  
VQvl,'z  
2. 仿真任务 41TB  
{P#&e>)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。 ,&HZvU&  
FBcF  
3. 参数：准直输入光源 _ QM  
tH"SOGfSt  
v=|BqG`  
Mf&W<
n^j  
4. 参数：SLM透射函数 MNiu5-g5  
05MtQB   
6Bp{FOj:Ss  
5. 由理想系统到实际系统 `B6{y9J6  
AAdRuO{l1  
^[CD-#  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 fwRlqfi  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 +2w54X%?M  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 HJ5m5':a  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 WL}6YSC  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 tGd<{nF%2  
h& (@gU`A  
g}3c r.  
vmOXB#7W  
)B*?se]LJ  
应用示例详细内容 Ik1,?A
 
4T9hT~cT7  
仿真&结果 ZZE  
fu=}E5ScK  
1. VirtualLab中SLM的仿真 uPV,-rm[F_  
%i%Xi+{3  
 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)。 .tN)H1.:B  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 o
jVpw4y.  
 为优化计算加入一个旋转平面 0mj=\j  
H8K<.RY  
%TG$5')0  
X{#@ :z$  
2. 参数：双凸球面透镜 Ai->,<Ig]  
d!KX.K\NM,  
Lx?bO`=qg7  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 45j+n.9=  
 由于对称形状，前后焦距一致。 jD^L<  
 参数是对应波长532nm。 @mJN  
 透镜材料N-BK7。 OV8b~k4=  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Ip4NkUI3T  
G>mgoN  
4&ea*w  
HxY,
R^  
pN0c'COy^  
&"tce6&
 
3. 结果：双凸球面透镜 R

|+R4'  
I9F[b#'Pn  
G<
jpJ  
 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。 ,uKvE`H  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 -;P<Q`{I  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 g=Qga09  
eN> (I
W  
M2@q
{RiS  
&vMH AZd  
Ix"c<1I  
4. 参数：优化球面透镜 jm-0]ugY&`  
lIFt/  
<Z m ,q}  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 uAvs  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 =|U2 }U;  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ZHC sv]l  
 透镜材料同样为N-BK7。 k@8#Byl|  
3yKI2en"  
9uS7G*  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 uPF yRWK  
D`t
e|K5  
_).'SU)>  
Oq[E\8Wn  
5. 结果：优化的球面透镜 jujx3rnK?  
=` i 7?  
S-rqrbr|AT  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 `C*!de]Y%  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 @&Nvb.5nT  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 T),:8/  
\4j+pU  
]F@md(J  
BL8\p_U  
6. 参数：非球面透镜 (j~V  
YjX=@  
sN C?o[9l!  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ^mum5j
 
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 *[SsvlFt  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 '!.;(Jo  
} )e`0)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 vR)7qX}  
^z^>]Qd  
FvJSJ.;E,  
b}4/4Z.  
Iv<9})2K  
7. 结果：非球面透镜 t<|s&  

*n*y!z  
mNeW|3a  
 生成期望的高帽光束形状。 =+"'=o  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Hxl,U>za#  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 pMB=iS<E  
$0
*47+f  
+zD'r5  
2:N_c\Vi  
m4DH90~a8  
8. 总结 <kSaSW  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 KNg5Ptk  
=CVT8(N*  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "B}08C,?  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 GiZ'IDV  
YW{V4yW  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 }}1/Ede{5  
v 2GhR*  
扩展阅读 .zAafi0  
-{*V)J_Co  
扩展阅读 vs@:L)GW\  
 开始视频 s4$m<"~  
-     光路图介绍 :'dc=C  
 该应用示例相关文件： M([H\^\:  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 I.u,f:Fl'  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Gx!RaZ1  
5 WppV3;  
]R{"=H'  
QQ：2987619807 J3x7i8