[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) (#8B  
应用示例简述 0[E\h   
1. 系统细节 ehTv@2b  
 光源 @D>qo=KPM  
— 高斯激光束 RoNE7|gF:  
 组件 DMlr%)@{  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Y=t?"E  
— 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 /
QT>"  
 探测器 3Uej]}c  
— 视觉感知的仿真 <Yg6=e  
— 高帽，转换效率，信噪比 ~ +h4i'  
 建模/设计 v2k@yxt(  
— 场追迹： |5jrl|  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 vIf-TQw  
wHh6y?g\  
2. 系统说明 2D/bMq  
oRZe?h^r#  
HvmE'O8  
pog   
3. 建模&设计结果 aJ}hlM>  
i|m8#*Hd  
不同真实傅里叶透镜的结果： kPoz&e_@  
e$/y
~!  
mZO-^ct4  
%+/Dv  
4. 总结 'x5p ?m  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7M8cF>o  
0s79rJ  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~'F.tB  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +;4;~>Y  
oW^>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。 W]XM<# ^^  
g#`}HuPoE  
应用示例详细内容 AN3oh1xe:  
+*,!q7Gt  
系统参数 bg|dV  
4ETHaIiWp  
1. 该应用实例的内容 Y>atJ  
'#SZ|Rr6tX  
9MH;=88q  
aRElk&M  
eK5~YM:o  
2. 仿真任务 :s\zk^h?  
Zu2`IzrG#  
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。 /GX
>L)  
]=9 d'WL  
3. 参数：准直输入光源 ay|jq"a  

~`="tzr:  
y4l-o  
Pm%5c\ef  
4. 参数：SLM透射函数 V'tR \b  
d2d8,Vg  
QO0@Ax\b  
5. 由理想系统到实际系统 :,M+njcFc  
u})*6l.  
?PqkC&o[q  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Uk*(C(  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 \o=9WKc  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 T+aNX/c|>  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ` &bF@$((  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 d
3 i(UN]  
yf!7 Q>_G^  
> ;#Y0  
W -HOl!)  
SP/b4  
应用示例详细内容 >F:1a\c  
,A $IFE  
仿真&结果 {&XTa`C  
!L|l(<C  
1. VirtualLab中SLM的仿真 /W`CqJk-*.  
S>r}3,]S  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 cMF)2^w}  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Nsq=1) <  
 为优化计算加入一个旋转平面 uF1 4;  
Ly3!0P.<  
(n8?+GCa  
I\1"E y  
2. 参数：双凸球面透镜 )P?Fni}  
n1GX`K  
']fyD3N  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 A
,tg268  
 由于对称形状，前后焦距一致。
5z9hcQAS  
 参数是对应波长532nm。 -:pVDxO  
 透镜材料N-BK7。 D "5|\  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 04&S.#+(  
(T$cw(!  
;dMr2y`6  
H! 5Ka#B  
R.2i%cU  
YpXd5;'  
3. 结果：双凸球面透镜 fZr{x$]N0  
k{lo'  
\m}a%/  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 );AtFP0Y  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 =OtW!vx#R.  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Jk`Jv;  
1%vE7a>{  
t(V2  
WRkuP
j2  
V"(5U(v{~  
4. 参数：优化球面透镜 v;G/8>GRy  
6Iv};f"Y  
IKnf  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 OmZZTeGg1s  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 X]2Ib'(  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 HJJ)DE7;  
 透镜材料同样为N-BK7。 [ ^\{>m7  
7VZ^J`3  
c(vi,U-hC  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3!@&7@p  
yK"\~t[@X:  
fKFD>u0%  
LgX2KU"  
5. 结果：优化的球面透镜 %%n&z6w-  
87
B$  
T,a{mi.hNR  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 /6[vF)&  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2?Ryk`2i)  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ".Q]FE@>  
H|aC(c  
e@vZg8Ie  
'Kkp!eZQ~  
6. 参数：非球面透镜 YqXN|&  
#Pz'-lo  
{wt9/IlG1  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 y]obO|AH  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 (QqeMG,Y  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ] s 2ec  
oNl-!W   
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 @>~S$nw/  
WuF\{bUh  
g(s}R ?  
zK1\InP  
oa7 N6  
7. 结果：非球面透镜 Wt!;Y,1s  
A>F&b1  
yGWl8\,j0  
 生成期望的高帽光束形状。 ^iWGGnGS  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 veh=^K%G |  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 9"1=um=  
WTt /y\'6  
rk,64(   
>b3IZ^SB#$  
HlkjyD8  
8. 总结 %Gu=Dkz  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 c<cYX;O  
cMy?&  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 RN1KM  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 b+ZaZ\-y |  
3)&rj 7  
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。 rc%*g3ryLG  
T}XJFV  
扩展阅读 ^dxy%*Z/  
T?u*ey~Tv  
扩展阅读 +U<Ae^V
 
 开始视频 e2;=OoBK  
-     光路图介绍 MfL
us40;n  
 该应用示例相关文件： R~TG5^(  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 l`0JL7  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 >2mY%  
(lit^v,9  
EmP2r*"rb  
QQ：2987619807 X88I|Z'HIh