[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) }T2xXbU  
应用示例简述 X2sH
E  
1. 系统细节 tRb]7 z  
 光源 2B0W~x2=  
— 高斯激光束 YY((#"o;l  
 组件 - YqYcer  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 N"tFP9;K  
— 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 F9"w6;hh  
 探测器 $ ,Ck70_  
— 视觉感知的仿真 9m2, qr|  
— 高帽，转换效率，信噪比 !|hoYU>@2L  
 建模/设计 gmKGy@]
 
— 场追迹： =ac_,]z  
 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&mGT&HAVA  
Jzji&A~  
2. 系统说明 MM_k ]-7  
2jJmE&)7,  
4S"\~><  
CvSIV7zYo  
3. 建模&设计结果 :$;Fhf<5  
1@48BN8cm'  
不同真实傅里叶透镜的结果： z /KK)u(q  
GYxM0~:$k  
v4,h&JLt  
MB^~%uZ2K  
4. 总结 H(c72]@Vg  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1/1Xk,E  
8 ;d$54 b  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 <#=N m0S$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 u-Ddq~;|  
XgN` 7!Z  
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。 {
N2g8W:  
-C-?`R  
应用示例详细内容 xJ^>pg8  
ZX!r1*c 6  
系统参数 iXu]e;6  
#4MBoN(3  
1. 该应用实例的内容 sIG7S"k>p  
?&G`{Ey  
qf@q]wtar  
H&1[nU{?>  
N7'OPTKt&  
2. 仿真任务 M#"524Nz  
fH`P[^N  
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。 Wt)Drv{@ {  
'j^xbikr  
3. 参数：准直输入光源 ~7~~S*EQ  
KoE8Mp  
;k"Bse!/  
0iULCK  
4. 参数：SLM透射函数 E J$36  
q{s(.Uq$&  
C{sLz9  
5. 由理想系统到实际系统 )vmA^nU>  
j?y LDLj  
~!s-o|N_\  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 pi=-#g(2  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 {Q+gZcu  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 R>DaOH2K*  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 sK{l 9  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 vS\%3A4^+5  
A(?\>X 9g  
JdIlWJY  
mRB  
P\8@g U!uk  
应用示例详细内容 A7(hw~+@  
a+hd(JX0~  
仿真&结果 O: @}lK+H  
<;E
 
1. VirtualLab中SLM的仿真 S3L~~X/=  
;a-$D]Db  
 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)。 5H=ko8fZ=  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 KD/V aN  
 为优化计算加入一个旋转平面 [V4{c@  
k>t)g-,2  
? uYu`Ojzr  
n
z9DLAt  
2. 参数：双凸球面透镜 'V8N  
zBO(`=|  
h~C.VJWl  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 +C1QY'
>I  
 由于对称形状，前后焦距一致。 LL|7rS|o  
 参数是对应波长532nm。 ?Ma~^0  
 透镜材料N-BK7。 `ptj?6N-  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 .{;Y'Zc14S  
^Rx9w!pAN  
]skkoM  
 ;raN  

piU/&  
3Tn)Z1o  
3. 结果：双凸球面透镜 +~xnXb1  
b;)~wU=  
LH:i| I  
 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。 >~K qg~  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 1? FrJ6V  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 1sPdz L  
Bi@&nAhn@  
4t)%<4  
aR,}W\6M  
XUuu-wm:}  
4. 参数：优化球面透镜 ""s]zN
F}  
%cE2s`  
C&++VRnm  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 W>q HFoKa  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 6sa"O89  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 :VF<9@t  
 透镜材料同样为N-BK7。 "R8KQj  
&Wf3~hmo  
Q
dLYCR4f  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &Q}*+Y]G  
Mwgu93?  
WD'#5]#Y  
0oEOre3^%  
5. 结果：优化的球面透镜 *6 _tQ9G  
J)mhu}  
\6;=$f/?t  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 WcC?8X2  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 8EVgoJ.  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 K(XN-D/c  
",{ibh)g$`  
l3nrEk  
"bDs2E+W  
6. 参数：非球面透镜 uUKc
B:  
O$IjNx  
5wUUx#  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Agrp(i"\@  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 y<
b{Ji e  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 nYbhy}y  
k1VT /u  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 j[Uxa  
8( btZt  
)]#aauC+  
=V"(AuCVE  
si4don  
7. 结果：非球面透镜 Ew3ibXD  
D/h/Y) Y  
Qv-@Zt!8  
 生成期望的高帽光束形状。 $cu00
K  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ~{}#)gGU  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 GJqE!I,.  
b~-%c_  
f{0F|w<gf  
x1 1U@jd+1  
Ged
[#Q  
8. 总结 JF/,K"J  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Mkq( T[)  
_w*}\~`=^  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 pu,?<@0YK  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6=N`wi  
XR!us/U`a  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 V34hFa  
hVUP4 A  
扩展阅读 oq*N_mP0  
BPr^D0P  
扩展阅读 kF>o.uSV  
 开始视频 5{$LsL  
-     光路图介绍 4`Ic&c/  
 该应用示例相关文件： aTBR|US  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ZtHm\VTS  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 @Tfl>/%  
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QQ：2987619807 `>o?CIdp