[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) yFIB/ln:  
应用示例简述 _TB,2 R  
1. 系统细节 WBo|0(#  
 光源 JGJXV
3AT  
— 高斯激光束 W[5a'}OV  
 组件 _I("k:E7  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 6#,VnS)`q  
— 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 $ BEIG@qG  
 探测器 X1A~#w>  
— 视觉感知的仿真 (<= &#e?  
— 高帽，转换效率，信噪比 sH//*y
  
 建模/设计 l!U_7)s/  
— 场追迹： 2wHvHH!  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 SJYy,F],V"  
o\_@4hXf  
2. 系统说明 [k"@n+%  
8Z=d+}Gg<  
$6W o$c%  
E]^wsS>=  
3. 建模&设计结果 XZ@;Tyn0,  
QAp+LSm  
不同真实傅里叶透镜的结果： HFJna2B`  
Y9b|lP7!  
]Iku(<*Ya  
rf2+~B{$,  
4. 总结 2"31k2H[  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 N;<.::x  
K$S:V=y%r7  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 C'HW`rh.^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ca: jN0  
-&PiD  
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。 /H_,1Fu|  
y*
Egt`W  
应用示例详细内容 bITc9Hqc  
`m6>r9:  
系统参数 >^cP]gGY  
EhEUkZE3)  
1. 该应用实例的内容 0]x
gE  
{-(}p+;z  
6m#V=4e*  
41c]o<!=)j  
Yx- 2ux  
2. 仿真任务 Cu5fp.OS7  
a[<'%S#3x  
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。 k7rFbrLZ  
^CIO,I  
3. 参数：准直输入光源 ~9&#7fU  
t>D|1E"  
&RRHmJI:  
(=v :@\r  
4. 参数：SLM透射函数 ^/|agQ7D2  
AXUSU(hU  
Nm{\?  
5. 由理想系统到实际系统 o,| LO$~  
' `0kW_'  
TO&ohATp  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 8]@)0q {r  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 8dg\_H_  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 z6~cm6j  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ^[K3]*!@  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 /}G+PUk7  
pmm?Fq!s=  
:%[=v(G[  
iV h^;  
en"]u,!  
应用示例详细内容 s@USJ4#  
mR3)$!  
仿真&结果 R+'$V$g\X  
k[TVu5R  
1. VirtualLab中SLM的仿真 VMry$  
) >_xHc?  
 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)。 XILB>o.^3  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 |eN#9Bm
 
 为优化计算加入一个旋转平面 zV)(i<Q  
3AKT>Wy =  
]Gk;n/! B  
8v$2*$  
2. 参数：双凸球面透镜 Bw;gl^:UG  
l;*/F`>
c  
 =fJDFg  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 P$YY4|`  
 由于对称形状，前后焦距一致。 :O`7kZ]=n  
 参数是对应波长532nm。 4o+SSS  
 透镜材料N-BK7。 20 <$f  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 l@;UwnI  
#w%d  
3Go/5X/  
=mVWfFL  
t)#8r,9c  
C5}c?=#bdf  
3. 结果：双凸球面透镜 #Tc]L<."
 
p>4tPI}bf  
yyp0G
V.x  
 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。 oXC|q-(C
 
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ?]*WVjskE  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 W<f-  
eUBf-xA  
9+:SS1_  
Ck:RlF[6C  
~lBb%M  
4. 参数：优化球面透镜 x)35}mi){L  
`IP?w&k)  
OyI?P_0u  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 o#"U8N%r  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 #7 )&`  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 v'Y0|9c  
 透镜材料同样为N-BK7。 \9HpbCHr  
UB5CvM28  
+8<|P&fH  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 PK C}!>2  
(/mR p  
_xKIp>A  
1c5+XCr  
5. 结果：优化的球面透镜 NO)Hi)$X6Y  
;mT|0&o>#  
\d'>Ky;GD  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 \ltbiDP2  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 HZINsIm!?  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 <{ER#}b:O  
m|') A  
]\~s83?X  
_4#Mdnh}[  
6. 参数：非球面透镜 #EG W76 f  
ABx< Ep6  
`EXo=Dqc  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 w3n6md  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ?|i C-7{8L  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 *VUD!`F  
u=6LPwiI  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {yzo#"4Oy  
 ff;9P5X  
B*OEG*t  
T`zUgZ]  
Ad}Nc"O  
7. 结果：非球面透镜 gLDO|ADni  
vVbBg; {  
5cUz^ >  
 生成期望的高帽光束形状。 '?Jz8iu-  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 U/#X,Bi~  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ;aj4V<@  
#Dz. 58A  
*'-[J2  
"Wb>y*S   
]/#3 P  
8. 总结 wbpz,  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 kEYkd@{  
DqJzsk'd3  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 6"oG bte  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 <"hq}B  
S4Q fx6:~h  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 (rieg F  
RM3"8J  
扩展阅读 r`\6+Ntb.  
#?h-<KQQ  
扩展阅读 l!*!)qCB(S  
 开始视频 H5eGl|Z5]^  
-     光路图介绍 WHy r;m3)  
 该应用示例相关文件： shZEE2Dr  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 W^,(w
e  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ==Ah& ){4^  
}~#Tsv  
YlC$L$%Zd.  
QQ：2987619807 o.g)[$M8cF