[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) W$?Bsz)  
应用示例简述 -hpMd/F
 
1. 系统细节 #6qLu  
 光源 oA
$]%  
— 高斯激光束 o`ijdg!5qG  
 组件 >tVD[wVF0  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 vhu5w#]u*  
— 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 [}=/?(5  
 探测器 Lw #vHNf6  
— 视觉感知的仿真 Km,:7#aV  
— 高帽，转换效率，信噪比 /km'#f)/  
 建模/设计 }TAHVcX*p  
— 场追迹： X4:SH>U!  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 EXTQ:HSES  
~:lN("9OI  
2. 系统说明 RF.8zea{O`  
d"JI4)%  
b>"=kN/  
XKT2u!Lx  
3. 建模&设计结果 A]"IQ-  
5_ioJ  
不同真实傅里叶透镜的结果： $4*k=+wS  
t(?tPt4zp  
\Dn an5H/  
Na2n4x!  
4. 总结 K=X13As_  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 m;"dLUb  
gay6dj^  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 M4(`o^
n  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 yu]nK-Y7S  
l:rT{l=8*  
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。 q(cSHHv+  

aw8q}:  
应用示例详细内容 7BDoF!kCx  
![#>{Q4i  
系统参数 {QRrAi  
$6p|}
<u  
1. 该应用实例的内容 u4p){|x7s  
U:o(%dk  
t=$Hv  
0"to]=  
2Sg,b8  
2. 仿真任务 -THU5AB  
1P+Te,I  
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。 \@i4im@%xU  
X6g{qzHg_  
3. 参数：准直输入光源 lwuslt*E/  
L 2:N@TP  
O'} %Bjl  
%;{Ro)03  
4. 参数：SLM透射函数 5U+a{oA  
t&99ZdE  
C%y!)v_x  
5. 由理想系统到实际系统 T=n)ea A  
p+>vX X  
f.&((z?rC  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ai,Nx:r   
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 M} {'kK  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 l /\n7:  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 4]$$ar)  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6$|!_94>*)  
9s}y*Vp  
1-M\K^F  
&0*=F%Fd  
u4UQMj|q  
应用示例详细内容 {a `#O9  
S=bdue  
仿真&结果 $rG~0  
oTqv$IzqP  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ') -Rv]xe  
~Uz1()ftz  
 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)。 t$W~X~//  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 C_JDQByfL  
 为优化计算加入一个旋转平面 *?GV(/Q  
$WV N4fg  
}.j09[<  
4pfv?!Oj  
2. 参数：双凸球面透镜 OAhCW*B  
h7h[!>  
MSw:Ay[9  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 7sci&!.2`  
 由于对称形状，前后焦距一致。 jg_##Oha  
 参数是对应波长532nm。 sZ!/uN!6  
 透镜材料N-BK7。 Jm l4EW7  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 tL!R^Tf  
gADEjr*H  
},G>+ s8h  
n 7Bua  
`zJTVi4  
[N-t6Z*  
3. 结果：双凸球面透镜 X-&U-S;  
lB0: 4cIj  
fq"<=  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 #~SQujgB  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 i!!1^DMrw  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 eaI!}#>R+  
"$VqOSo  
x*" 0dYH  
7Q>*]  
X~ AE??  
4. 参数：优化球面透镜 &u_s*  
w
/`I2uYu  
N<\U$\i  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 AJ*FQo.U  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 =h4* ^NJ  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 I<'wZJRRa  
 透镜材料同样为N-BK7。 0m|$ vb  
'NJC
U.lKm  
$]G_^ji)K  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %S<0l@=5`l  
x-:a5Kz!  
PV*U4aP  
)9L:^i6  
5. 结果：优化的球面透镜 )K4A-9pC  
BmRk|b  
\Ami-<T  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 =3Y:DPMB  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 AC$:.KLI  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 wi]F\ q"Y^  
g?'4G$M  
eN/o}<(e  
~ cKmf]  
6. 参数：非球面透镜 1?6;Oc^  
SYPG.O?I  
z]NzLz9VfL  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 .."=  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 , 8NY<sFh  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。
P+m{hn~%  
Bn
LM;5 >  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 yX}riXe
  
}=':)?'-.  
F9sVMV
 
#)aUKFX  
e%(,)WlTaU  
7. 结果：非球面透镜 ?]`kc  
1CkBfK  
_`/:gkZS  
 生成期望的高帽光束形状。 1]L 0r  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 bIR AwktD  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。
u;fD4CA  
rKR2v(c  
?I6us X9$  
)F\tU  
kvzGI>H:  
8. 总结 %"2;i@  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 i)Hjmf3  
m"{D}(TA  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 JsfX&dX0  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8._ A[{.f  
n5Ad@Bg  
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。 nQ*9|v4  
U2=PmS P  
扩展阅读 u? a*bW  
#
S57SD  
扩展阅读 yG
)zrRU  
 开始视频 J2"n:  
-     光路图介绍 eIzT(3(  
 该应用示例相关文件： Gz]p2KBg  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 f?_UT}n  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 :27GqY,3sK  
j4v.8;  
L'dR;T[;  
QQ：2987619807 YQyf:xJ