[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) 09X01X[  
应用示例简述 4^p5&5F  
1. 系统细节  AsQ)q  
 光源 6_J$UBT
 
— 高斯激光束 N+m)/x =:  
 组件 n&{Dq}q  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 8ZM?)#`@{  
— 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 `n#H5Oyn  
 探测器 ;\a YlV-  
— 视觉感知的仿真 5QW=&zI`=  
— 高帽，转换效率，信噪比 X\`_3=  
 建模/设计 >QjAoDVX?  
— 场追迹： w,.+IV$Kk  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 X^T:8npxt  
q-  
2. 系统说明 m4TE5q%3
 
^WHE$4U`  
@KWb+?_H{<  
q4R5<LW"  
3. 建模&设计结果 LIS)(
X<]?  
Hc!  mB  
不同真实傅里叶透镜的结果： !9u|fnC9  
E=jNi  

,p4&g)o  
DwaBdN[!7  
4. 总结 LM$W*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 t|H^`Cv6  
Z8# (kmBdB  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &Lt}=3G  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 aUzBV\Yd}  
19&<|qTz  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 udxFz2>_l$  
#D<C )Q  
应用示例详细内容 7R`M,u~f2^  
I CZ4A{I  
系统参数 '[U8}z3  
jK!Au  
1. 该应用实例的内容 bHPYp5UwN  
%dRo^E1p  
ZO!
I.  
zAK+8{,  
`{eyvW[Ks  
2. 仿真任务 M9Cv
wMi  
ZRv*!n(Ug<  
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。 u6M.'  
o4`hY/<t  
3. 参数：准直输入光源 ;,$NAejgd  
k>F'ypm  
E4gYemuN  
{G|,\O1  
4. 参数：SLM透射函数 ~J5+i9T.)  
0]>u)%  
oeKHqP wg  
5. 由理想系统到实际系统 wHsYF`  
Ot:CPm@  
%u`8minCt  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 iDN;m`a  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 l/BLUl~z  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 aiQ>xen5C5  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 _,zA ^*b  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 sJ#4(r`  
,/YF-L$(t  
{n(b{ibl  
j;%
-fvd;  
<DMl<KZ  
应用示例详细内容 tna .52*/  
x1Lb*3Fe  
仿真&结果 ` BDLW%aL  
kv8Fko
 
1. VirtualLab中SLM的仿真 4A@NxihH  
So{x]x:f  
 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)。 j;']cWe  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 .E
pV;xq}  
 为优化计算加入一个旋转平面 P.6nA^hXB  
_6O\W%it  
P6E3-?4j  
N<f"]  
2. 参数：双凸球面透镜 yN~dU0.G6!  
xHoKo  
uJOJ-5}yt  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 hD\rtW  
 由于对称形状，前后焦距一致。 MJ7Y#<u  
 参数是对应波长532nm。 x6(~;J  
 透镜材料N-BK7。 >QA uEM  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Ol1e/Wv  
7P"| J\  
=fu :@+  
wyp|qIS;  
;ToKJ6hN|*  
+hvO^?4j  
3. 结果：双凸球面透镜 :r%P.60H X  
Nqw&< x+  
TS/.`.gT  
 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。 RD\  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 y(Y!?X I  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 7+]=-  
OTC!wI g  
Dpvk\t  
0.dgoq3u  
thV>j9'  
4. 参数：优化球面透镜 W)9K`hM6  
VGtC)mG8)  
}tsYJlh5  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 dA@'b5N{"  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Ge,;8N88  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 cj+ FRG~u  
 透镜材料同样为N-BK7。 :80Z6F.k`  
L~(_x"uXd  
HH
iT]S9  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 vLR~'"`F  
k9$K}  
cU ?0(z7  
n9@ of  
5. 结果：优化的球面透镜 [PQ?#:r  
hy}8Aji&  
~2<7ZtV=  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 bA= |_Wt  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 G:<`moKgL  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 n3}!p'-CC  
KC(xb5x Y  
m<{<s T  
#?q&r_@@  
6. 参数：非球面透镜 an4GSL  
fQ/ 0R  
/DQc&.jK  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ]04e1F1J  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Mu2  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 I*x[:)X8  
Ul2R'"FB  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {z(xFrY  
Vnx,5E&  
R&|mdY8  
A$#p%yb  
Swp;HW7x  
7. 结果：非球面透镜 6T+FH;h  
'a$Gv&fu  
YhOlxON
 
 生成期望的高帽光束形状。 HHq_P/'  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 6b%WHLUeT  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 j'%$XvI  
bhkUKxd  
BYs-V:  
Sp7ld7c  
|;.o8}  
8. 总结  Np'2}6P  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 *g y{]  
N5]0/,I
}  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 S:TgFt0  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 w=LP"bqlI  
f 1w~!O9  
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。 2>
86oP&  
'~ ,p[  
扩展阅读 66.5QD0  
eFpTW&9n  
扩展阅读 9AxCiT.  
 开始视频 U+)xu>I  
-     光路图介绍 ZKQG:M~|  
 该应用示例相关文件： R zf  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 M9y<t'
  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 k]5Bykf`Ky  
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slg ]#Dy  
QQ：2987619807 S+'rG+NJ