[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) [E2".F3  
应用示例简述 MD,BGO?C  
1. 系统细节 #Wb4*  
 光源 BI!EmA  
— 高斯激光束 < mFUT  
 组件 r]~]-VZ/  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 KRhls"\1  
— 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 &/otoAr(  
 探测器 #X'su`+  
— 视觉感知的仿真 zd F;!  
— 高帽，转换效率，信噪比 YuzVh9jTI  
 建模/设计 Hf30ve}  
— 场追迹： |^F$Ta  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 } z7yS.{  
kKC] n   
2. 系统说明 N1vA>(2A  
B LZ<"npn  
"#f5jH  
8S[bt@v  
3. 建模&设计结果 b!"FM/%  
c+whpQ=01  
不同真实傅里叶透镜的结果： qpa}6JVQ+j  
a785xSUV  
i?mUQ'H  
zP c54>f  
4. 总结 AkO-PL  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 6_tl_O7  
Q yQ[H  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /Vx EqIK  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -`t9@1P> =  
MdTu722  
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。 5fmQ+2AC1  
,.<c|5R  
应用示例详细内容 aan(69=jz  
PdRDUG{Jy  
系统参数 #9qX:*>h  
<si
cldz  
1. 该应用实例的内容 {e., $'#  
l)EtK&er(}  
)M7~RN  
rQPO+  
r& :v(  
2. 仿真任务 s)sT\crP@  
[V5,1dmkI  
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。 '3E25BsL  
$lUz!mjG  
3. 参数：准直输入光源 @?0))@kPc3  
nwDGzC~y<  
q)YHhH\  
izu_KBzy  
4. 参数：SLM透射函数 !D/W6Ic@  
b%VZPKA;  
Q}g"pl  
5. 由理想系统到实际系统 f67pvyy -  
^j1G08W  
/6y;fx  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 D8$4PT0u  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 DKl\N~{F  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 N[yS heT  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 @%^h|g8>Fu  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 R+Ug;r-[  
GAh\6ul  
Enp;-wG:-  

g12.4+  
F C=N}5u  
应用示例详细内容 ,V;HMF.  
:n?rk/F  
仿真&结果 z07:E>D]  
(Q.I DDlr  
1. VirtualLab中SLM的仿真 \GGyz{i  
1XHE:0!dQ  
 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)。 %Bg>=C)^(1  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 S*WLb/R2  
 为优化计算加入一个旋转平面 TEC#owz  
RgzzbW  
&uf|Le4  
h6;zAM}  
2. 参数：双凸球面透镜 G P '-  
D\DwBZ>  
|HwEwL+  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [X@JH6U r  
 由于对称形状，前后焦距一致。 LvL2[xh%&  
 参数是对应波长532nm。 71\GK  
 透镜材料N-BK7。 acj-*I  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 q3
GkfgY  
MK!Aq^Jz  
1I8<6pi-  
\|Y_,fi  
r(zn1;zl  
Y&$puiH-j  
3. 结果：双凸球面透镜 /9?yw!  
(!9+QXb'  
_k(&<
1i  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 [4;G^{ bX  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 zV"'-iP  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ?&VKZSo  
_93:_L  
7{NH;U t  
+IlQZwm~  
*\`<=,H6<  
4. 参数：优化球面透镜 G"Hj$  
U~oGg$  
JX#0<U|L  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Qp>Z&LvC5  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 lLU8eHf\  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 *thm)Mn  
 透镜材料同样为N-BK7。 wv Mp~  
9H+Q/Q*-a  
8cuI-Swz  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 lA4TWU (]  
@H}Hjg_>m  
$|AasT5w  
nL[G@1nR  
5. 结果：优化的球面透镜 ej\Sc7.  
;f} ']2  
EIPXq  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 pB7^l|\]  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 (,cG+3r]  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 $\PU Y8  
M6].V*k'2  
'p[B`Ft3F  
*<X*)A{C  
6. 参数：非球面透镜 #RHt;SFx  
sFsf~|  
.-Dc%ap
]  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 +M<W8KF  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 -TS,~`O  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 z:u)@>6D1  
J :KU~`r  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 h,,B"vPS  
"|V}[
2  
K\.tR  
Gz(l~!n~a  
#)O^aac29  
7. 结果：非球面透镜 flOXV   
]kF1~kXBe  
Ei=rBi  
 生成期望的高帽光束形状。 "akAGa!V+  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。  {@k , e  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 @ 'U`a4  
Qraa0]56  
Np/vPa
Ak  
WuTkYiF  
DgB;6Wl  
8. 总结 ImbA2Gcs  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 vJS}_j]_@  
\r [@A3O  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 h.NCG96S  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 .
}:*tvot  
V/zmbo)  
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。 gAf4wq  
@jrxbo;5  
扩展阅读 @a,=ApS"  
:[0)Uu{  
扩展阅读 RL fQT_V  
 开始视频 ^dE[ ;  
-     光路图介绍 k;)mc+ ~+  
 该应用示例相关文件： h0I5zQZm  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 M}q;\}  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 L!,@_   
u! dx+vd  
|nGv:= H@
 
QQ：2987619807 rmr :G