[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) ?0k(wiF  
应用示例简述 +mP&B<=H)  
1. 系统细节 .R5[bXxe7  
 光源 Z
'sAu#C  
— 高斯激光束 C%P)_)--V  
 组件 &
E|2-
)  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 pUtd_8  
— 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 vowU+Y  
 探测器 _cra_(b  
— 视觉感知的仿真 PAG.],"D  
— 高帽，转换效率，信噪比 M,q
X  
 建模/设计 ,'[&" Eg  
— 场追迹： pE.f}  
 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 :2%
U  
+76{S_CZ  
2. 系统说明 <s/n8#i=H  
P&PPX#%  
O%RkU?ME  
U^jxKBq^  
3. 建模&设计结果 90JD`Nz
 
0uX"KL]Elf  
不同真实傅里叶透镜的结果： .KiJq:$H  
a#H2H`%  
vd>K=! J  
C? pi8Xg  
4. 总结 c`:
hE
Qs  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Wr3j8"f/  
u{Jv6K,  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ,nn5LQ|l.j  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 OU)~ 02|\  
BQYj"Wi  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 huh-S ,M  
!: e(-  
应用示例详细内容 kO3{2$S6  
rGb7p`J  
系统参数 |Z%I3-z_DS  
}$DLa#\-  
1. 该应用实例的内容 Q\(VQ1c  
(!FUu  
=gI;%M\'  
RQ?T~ASs  
OO%<~H  
2. 仿真任务  LW?Zd=  
2+KOUd&jS  
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。 QF^_4Yn  
~ou1{NS  
3. 参数：准直输入光源 Be"Swz(n  
zqEMR>px  
/8!s C D  
?Y6MC:l<  
4. 参数：SLM透射函数 dc#Db~v}k  
+uR|0Jo8X  
u<8 f;C_  
5. 由理想系统到实际系统 Jvi"K  
@NBWNgBv  
$'$#Xn,hU  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 8o' a  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 [~&C6pR  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 k<b`v&G  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 F\m  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 KX*Hev'K  
HVb9YU+  
xw60l&s.\L  
?VM#Nf\  
(nP 6Xq  
应用示例详细内容 HV:mS*e  
Lo,z7"8  
仿真&结果 ibDMhW$n  
5j(3pV`_  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ]:* 8 Mb#  
Qxds]5WB/  
 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)。 $YDZtS&h  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 /EY^ui  
 为优化计算加入一个旋转平面 Y.$InQ gL  

F?j;3@z[A  
Mwdh]I,#  
c"ukV_6~J  
2. 参数：双凸球面透镜 >M.?qs4  
5ug?'TOj'  
KZ ezA4  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 'BT}'qN  
 由于对称形状，前后焦距一致。 }g WSV  
 参数是对应波长532nm。 T!6H5>zA  
 透镜材料N-BK7。 8kZ~  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 &fBLPF%6  
yHW=,V.  
O[RmQ
8ll  
a!"81*&4#  
Y""-U3;T~  
9GnNL I{  
3. 结果：双凸球面透镜 l*[.  
|(Zv g}c_  
A.9,p  
 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。 iKB8V<[\T  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 %UJ!(_  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 G'XlsyaWrb  
t1HUp dHY  
3j.Ft*SV  
~CRr)(M  
bAeN>~WvY  
4. 参数：优化球面透镜 L1
u  
TX{DZ#  
8?']W\)  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 yWIM,2x}  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 $Aww5G5e  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 [|U
W_Bz  
 透镜材料同样为N-BK7。 `gqBJi  
{+f@7^/i.  
LGT\1u  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,=lMtW  
/_rAy  
'#<?QE!d2  
IS7g{:}=p  
5. 结果：优化的球面透镜 c1wM"  
k]x64hgm  
oaI7j=Gp  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 _1*EMq6  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 t~p9iGX<  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `"[VkQFB/  
iR4CY-  
'j$iSW&  
0TSj]{[  
6. 参数：非球面透镜 NTiJEzW}  
A<iF37.  
?[Q;275  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 9A\J*OU  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 pRXA!QfO  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 YP~d1BWvf  
Z5Ao3O@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 E?&
dZR  
GZQ)TzR  
|LKhT4rE  
Z!6\KV]  
7&NRE"?G  
7. 结果：非球面透镜 z>k6T4(  
k(\HAIW  
oypq3V=5  
 生成期望的高帽光束形状。 yVQqz  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 r0QjCFSF=  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 >U"f1q*$  
>;o^qi_$  
Pf)<6?T  
-'{ioHt&X/  
.)})8csl.d  
8. 总结 H1|X0a(j  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 sx8mb
a(  
(Tn*;Xjq  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Du$kDCU  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 gU>Y  
]G&?e9OA  
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。 60~{sk~E  
(W3R3>;  
扩展阅读 9|jIrS%/~  
(0D0G-r:  
扩展阅读 Ym&_IOx  
 开始视频 4,FkA_k  
-     光路图介绍 e@k ti@ZJ  
 该应用示例相关文件： ezwcOYMXK  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 UN|"D]>/  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 `Lm ArW:  
#zrD i  
aChY5R  
QQ：2987619807 ,0<|&D