[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) Btj#EoSI_  
应用示例简述 ^Ye\u1n4  
1. 系统细节 E2@`d6  
 光源 Ju!(gh  
— 高斯激光束 $
+;+:K  
 组件
N]NF\7(  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 N0i!l|G6  
— 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 a1Hz3y~S/  
 探测器 4&QUh+F  
— 视觉感知的仿真 UuU/c-.  
— 高帽，转换效率，信噪比 X) V7bVW  
 建模/设计 <,"4k&0Q>V  
— 场追迹： zuSq+pxL@  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 vY6oVjM  
{
7*>Cv}  
2. 系统说明 E<tK4?i"  
f-Jbs`(+  
`vd= ec  
~#R9i^Y  
3. 建模&设计结果 "(v%1tGk  
? B@&#E!/f  
不同真实傅里叶透镜的结果： $9 +YNgW>  
~C-,G"zw&G  
9'?se5\  
 v,=v  
4. 总结 G8nrdN-9  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 IOL L1ar
 
"wAf.=F  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 glj
7$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 }pVTTs`  
#2RiLht  
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。 <Mx0\b!  
=<c#owe:m  
应用示例详细内容 W+Xz$j/u  
qFco3  
系统参数 X&M4MuL  
{o0qUX>[  
1. 该应用实例的内容 sV/l5]b]  
8S]".  
:IMdN}(L  
YAVy9$N-  
%c|UmKKi  
2. 仿真任务 %' $o"  
R!(ZMRMn  
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。 8j5<6Cv_  
a(IY\q[Wh  
3. 参数：准直输入光源 ~1 ~Xfo>  
yF13Of^l./  
WOLuw%
  
D}3T|N  
4. 参数：SLM透射函数 lDc-W =X=  
}|\d+V2On  
_;
1}x%4v  
5. 由理想系统到实际系统 ke
_[  
^T5X)Nu{=C  
h.eM RdlO  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 \f:z+F!6R  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 |4(~%| 8{  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Ea6 &~"  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Wy .IcWK  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 8uNULob  
\OILWQ[/  
l<g5yYyf  
mLh kI!4[  
2P#=a?~[  
应用示例详细内容 /E;y,o75  
#[{3} %b  
仿真&结果 wh6yPVVF/  
(*p ,T  
1. VirtualLab中SLM的仿真 {-3LIO  
'e)^m}:?D  
 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)。 rxnFrx  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Ub1hHA*)  
 为优化计算加入一个旋转平面 :bu>],d-8'  
{\H/y c|@  
sm,VYYs  
]\-^>!F#K  
2. 参数：双凸球面透镜 S$TmZk=  
FBx_c;)9Z  
2. G=8:l  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 zGKyN@o  
 由于对称形状，前后焦距一致。 3E3U /K  
 参数是对应波长532nm。 `?T#Hl>j  
 透镜材料N-BK7。 }KUd7[
s  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 k.<]4iS  
}%b;vzkG5  
o[oM8o<  
L`f^y;Y.  
1"Z@Q`}  
+#U|skl  
3. 结果：双凸球面透镜 !+>v[(OzM  
=4V&*go*\  
^;!0j9"*:  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。
NBl+_/2'w  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 f-DL:@crU  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 *e
I)Z=8  
|4$M]Mf0  
:w}{$v}#D;  
\(226^|j  
L,y6^J!  
4. 参数：优化球面透镜 sn7AR88M;  
QaUm1i#
 
rpeJkG@+  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 CYOI.#m2  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 >U F  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 +]=e;LN$0  
 透镜材料同样为N-BK7。 HeBcT^a  
Qt_dEl  
.MO\uh0N  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5F`;yh+e  
g^*<f8 ~d  
%X#zj"  
DN4$Jva  
5. 结果：优化的球面透镜 \RNg|G  
_|h8q-[3  
hW{j\@R  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 x.Q&$#  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 &-(463  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Kw#so; e  
/cc\fw1+  
 >S$Z  
gV&z2S~"  
6. 参数：非球面透镜 .<kqJ|SVi  
'SQG>F Uy  
hiNEJ_f  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 l5L.5$N  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 !i=nSqW  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 VfT*7_  
xf|mlHS+  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 [+qCs7'  
bn |zl!Pq  

Da"j E  
 }fp-5  
,3nN[
)dk  
7. 结果：非球面透镜 2<M= L1\  
9"g6C<  
@&[T _l  
 生成期望的高帽光束形状。 0uBl>A7qhn  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 JxyB(
 
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 asJ)4ema  
{BKl`1z  
odIZo|dv  
LjV]0%j?r  
$s<N
e{?  
8. 总结 DBLO|&2!z[  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 .*e
lggM  
?yh}/T\qp  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 vTv]U5%:>%  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [s<^&WM/  
#-h\.#s  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Rb\6;i8R  
{d?$m*YR3`  
扩展阅读 Qt|c1@J  
A&>.74}p  
扩展阅读 "s\L~R.&  
 开始视频 OgX6'E\E  
-     光路图介绍 >0l"P"]  
 该应用示例相关文件： 6Zn @2PGEl  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 I$8" N]/C  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 /T.KbLx~q  
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`9 {mr<  
QQ：2987619807 >MPr=W%E