[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) +LEU|#  
应用示例简述 x_K8Gr#Z0  
1. 系统细节 Z91GM1lrf8  
 光源 4{Q{>S*h  
— 高斯激光束 BWHH:c
X  
 组件 I6B`G Im5  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 I\FBf&~  
— 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 %x2_njDd  
 探测器 D+u#!t[q  
— 视觉感知的仿真 )>X C_ R  
— 高帽，转换效率，信噪比 ZNX=]]HM<n  
 建模/设计 `Z
m-F  
— 场追迹： =OUms@xcE  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 nR2pqaKc  
2x
x  
2. 系统说明 [Jjb<6[o  
h jCkj(b  
+ yF._Ie=  
`1T?\  
3. 建模&设计结果 ~g_]Sskf7  
(> {CwtH][  
不同真实傅里叶透镜的结果： #,4CeD|(D,  
F}C.F  
{@7{!I|eD  
q#n0!5Lv2  
4. 总结 N;A#K7A[@  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 P t)Ni  
y_F{C 9KE  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 2Kg+SLU[~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 H}[kit*9  
9AGf4tuy  
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。 7 z#Xf  
I5$@1+B  
应用示例详细内容 :{YOJD
tR  
ox2?d<dC6  
系统参数 =%\y E0#  
 >>n
t3q  
1. 该应用实例的内容 sr*3uI-)L  
D_W,Jm
et  
|1@/gqa  
NdlJdq  
e9 `n@  
2. 仿真任务 I\|x0D  
=(-oQ<@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。 a+--2+~=  
<A_LZi  
3. 参数：准直输入光源 EC]b]'._  
j1yW{  
)U~,q>H+ %  
=y>g:}G7  
4. 参数：SLM透射函数 >\x   
eVVm"96Q.;  
"/O`#Do/  
5. 由理想系统到实际系统 \"X<\3z2  
'|9fDzW"]  
,xJ1\_GI`  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 PS13h_j  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 nVp*u9]  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 n&`=.[+A  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 S"/M+m+ ]  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 is2OJ,  
ZE!dg^-L  
-j6&W`  
TxN'[G  
7<ZP(I5X  
应用示例详细内容 YCWt%a*I'  
NJVAvq2E.  
仿真&结果 SXA`o<Ma  
Td7=La0
 
1. VirtualLab中SLM的仿真 }=+J&cR  
}! jk  
 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)。 CPw=?<db  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 aMxg6\8  
 为优化计算加入一个旋转平面 Ed(6%kd  
Gs2|#*6  
h7}D//~p  
<vP{U  
2. 参数：双凸球面透镜 6eUM[C.  
xUiSAKrcM  
sO5~!W>Z  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 OMi_')J  
 由于对称形状，前后焦距一致。 aQMUC6cPM@  
 参数是对应波长532nm。 /4]<ro67E6  
 透镜材料N-BK7。 UX?EOrfJ  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 (zVT{!z  
2hlb$N-hk  
.%.bIT  
SnK#YQCDt  
wVSk.OOB  
N,iYUM?  
3. 结果：双凸球面透镜 vS!%!-F  
.d^XM  
)
r8yt}  
 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。 W'>"E/Tx#O  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 *0K@^Db-  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 -2{NIF^H  
XS L*e  
4\cJ}p}LZ{  
6 J&_H(^  
$50/wb6s  
4. 参数：优化球面透镜 |KV|x^fJ  
d)_fI*:f  
Au-_6dT  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 D4@'C
4kL  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 !)Y T_ib  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 X9J&OQ  
 透镜材料同样为N-BK7。 #- l1(m  
7S +YQ$_  
w^_[(9 `  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {Qe7/ln!  
-3z$~ {  
j}uVT2ZE%  
9Y6Ear .W  
5. 结果：优化的球面透镜 _{eH" ,(  
F5hOKUjv  
Dd3GdG@*~  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 {Q%"{h']  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 _iJ8*v8A  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 \Ax[/J2aO  
mbij& 0  
Lrr1) h  
%ut^ O  
6. 参数：非球面透镜 9kpCn.rJ  
,?'":T1[  
4Jf6uhaE  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 4 Qo(Wl
 
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 w7(jSPB  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 bv%A;  
>ZE8EL  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "@!B"'xg  
9d\B*OU  
P5qY|_  
{JJq/[j  
m(B,a,g<  
7. 结果：非球面透镜 w9Eb\An  
f vAF0 a  
_o'3v=5T  
 生成期望的高帽光束形状。 %[ Z[  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 l2AAEB_C.  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。
THFzC/~Q  
mYE8]4  
|i}5vT78  
Zx1I&K\Cd  
K+`$*vS~ws  
8. 总结 PB W.nm
 
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 lT<4c5%  
jkN-(v(T  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Ykt{]#  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Fz3QSr7FU  
YgeU>I|v  
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。 "TLY:V  
53i7:1[uV  
扩展阅读 N?RJuDW  
.y)Y20=o!  
扩展阅读 M)<4|x  
 开始视频 >z,SN  
-     光路图介绍 jRCf!RO  
 该应用示例相关文件： kW 7$  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 1]yjhw9g  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 3RW3<n  
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QQ：2987619807 Me.t_)