[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) (\[!,T"[  
应用示例简述 ?}>B4Z)  
1. 系统细节 A_$Mt~qKi^  
 光源 0.,&B5)  
— 高斯激光束 ^a0-5  
 组件 r E*u  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ]k%KTvX*G  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 /$N#_Xblr  
 探测器 Kps GQM  
— 视觉感知的仿真 ?VHwYD.B  
— 高帽，转换效率，信噪比 1x5CsmS  
 建模/设计 Ik2szXh[J  
— 场追迹： rzY@H
}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。 )^a#Xn3z  
C{Xk/Er5<  
2. 系统说明 !wufoK  
"r(pK@h  
J!
gWRw5  
{?M*ZRO'  
3. 建模&设计结果 Hw-oh?=  
5~TA(cb5  
不同真实傅里叶透镜的结果： 4OgGZ  
YSUH*i/%  

m
##z  
RwLdV+2\R`  
4. 总结 }qX&*DU_@  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 IpVwnNj!}  
%>}7$Y%  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 !ES#::;z?  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~.=!5Ry  
,Onm!LI=  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 79fyn!Iz<  
0a-:x4  
应用示例详细内容 z Clm'X/  
ml \yc'  
系统参数 FbT&w4Um=  
:jp$X|  
1. 该应用实例的内容 Bc,z]  
17i@GnbNb  
i3!$M/_]  
K>~cY%3^i  
#NxvLW/  
2. 仿真任务 ^bw~$*"j
#  
ATkqzE`;  
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。 V0&QEul  
R$3+ 01j|  
3. 参数：准直输入光源 w3hL.Z,kV  
g5HqU2  
I z@x^s  
\) ONy9  
4. 参数：SLM透射函数 K%@SS8!oy  
8+b3u05  
Sk%|-T(d$  
5. 由理想系统到实际系统 zL{@LHP  
`Wt~6D e  
/]>{"sS(  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 cLF>Jvs*J  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 _Dt TG<E  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 30-wTcG  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 #>oO[uaY  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 7!r`DZ"yF  
AFA*_9Ut  
r+yLK(<zp  
`-\JjMSQ1  
u _^=]K;  
应用示例详细内容 eW<hC(  
OH~qJ<  
仿真&结果 =l_"M  
M:M<bz Vu  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ~hX'FV  
9e6{(  
 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)。 X28WQdP,7  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 $~\qoW<  
 为优化计算加入一个旋转平面 PUo&>  
$ {"St&(  
>,1LBM|0u  
h2snGN/{Hb  
2. 参数：双凸球面透镜 #
bH[UId[  
rrq-so1u}  
^9E(8DD  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ]d(}b>gR~(  
 由于对称形状，前后焦距一致。 wAPdu y[  
 参数是对应波长532nm。 +?'acn  
 透镜材料N-BK7。 )9,"~P2[R  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 s os&  
[b'fz  
6U]7V  
MQu6Tm H  
6Z=H>
w  
k$/].P*!  
3. 结果：双凸球面透镜 - d6
>  
Reo0ZU>  
&Gl&m@-j  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 85]UrwlA4  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 @x4Dt&:"  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 |+''d  
{F[
Xe_=#"  
N<%,3W_-_  
R~([  
64@s|m*  
4. 参数：优化球面透镜 6Rj X  
+UtK2<^:o  
m+ YgfR  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 zq&lxySa  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 `$HO`d@0*R  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 rG6/h'!|  
 透镜材料同样为N-BK7。 p IToy;]  
\h4y,sl  
,vj^AXU  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 biD7(AK  
&$f?XdZ7  
N0f}q1S<-A  
wr(?L7 $+  
5. 结果：优化的球面透镜 &rubA  
DQ$/0bq   
!T)>q%@ai  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 5**xU+&  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ~r3g~MCHS  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 We2=|AB  
I6_+3}Hm{  
4j5 "{  
w.\:I[  
6. 参数：非球面透镜 ej `$-hBBV  
-u{:39y{n  
ikC;N5Sw  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 !RI&FcK  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 $}@ll^  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 S6 *dp68  
Rx.0P6s  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6gXc-}dp  
)C[8#Q-:  
wpdT "  
`4MPXfoBL  
RD^o&VXO  
7. 结果：非球面透镜 hpU7
 
eJ'ojc3  
~p.23G]x  
 生成期望的高帽光束形状。 smggr{-  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 apXq$wWq{D  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 '4iu0ie>D  
|NqQK
ot1  
UT-=5  
o9CB ,c7]  
|8"HTBb\CW  
8. 总结 7@\iBmr6  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
sx;1V{|g  
(Jm_2CN7X  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 3c)LBM  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6O}r4*  
B!Y;VdX  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 0(n/hJ  
b3ZPlLx6  
扩展阅读 y=CemJ[
~  
&AzA0r&,  
扩展阅读 X!m/I i$q  
 开始视频 BmZd,}{  
-     光路图介绍 f`Nu]#i  
 该应用示例相关文件： OP@PB|  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 BN=,>-O%  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 28-@Ga4  
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QQ：2987619807 CzgLgh;:T