[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) ZWG$MFEjl  
应用示例简述 JiDX|Q<c  
1. 系统细节 Z=z'j8z3  
 光源 kR%CSLOVy  
— 高斯激光束 -869$  
 组件 UB|Nx(V s  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 `dMOBYV  
— 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 d5T0#ue/e  
 探测器 m qPWCFP  
— 视觉感知的仿真 bo 
<.7  
— 高帽，转换效率，信噪比 K~
+y<z E  
 建模/设计 ?WG9}R[qE/  
— 场追迹： }z,4IHNn  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 +"?K00*(  
5
G
_*T  
2. 系统说明 -[~{c]/c  
A*n'"+_  

X@JDfn?A  
rD%(*|Y"c  
3. 建模&设计结果 NjdAfgA  
x,2+9CCU  
不同真实傅里叶透镜的结果： xHJ+!   
#fG!dD42  
jX
Gr{n  
)qn =  
4. 总结 <gZC78}E  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 *Mg=IEu-6[  
3`n5[RV  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 '@AK0No\W  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 00%$?Fyk  
CYEqH2"3  
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。 'iXjt MX  
>LgV[D#=&o  
应用示例详细内容 H6/@loO!Xy  
6.Ef
M^[  
系统参数 :?@d\c'  
HzQ6KYAMq  
1. 该应用实例的内容 $Z+N*w~8  
fF_1ZKx+#!  
V*5:V
t7N  
w{F8]N>0<  
|; $fy-  
2. 仿真任务 +;Q&  
^(N+s?  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 }-V .upl  
mmwwz  
3. 参数：准直输入光源 =(Mv@eA"  
b\UQ6V  
~b3xn T  
.Ky<9h.K  
4. 参数：SLM透射函数 J0d +q!  
?lR)Hi  
&I:X[=;g  
5. 由理想系统到实际系统 MZ=U} &F  
nl*{@R.q @  
z\_q`43U7  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 xb8fV*RO8A  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 /:ma}qGy  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 {'"A hiR/  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 %dw-}1X  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 kzJNdYtdH  
B(Y{  
R!*UU'se  
M(b'4  
DXSZ#^,S[W  
应用示例详细内容 w,eYrxR|N  
>9+@oGe(E  
仿真&结果 2?QIK3"v  
:/~`"`#1  
1. VirtualLab中SLM的仿真 %L/Wc,My  
lk6mu  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 FxM`$n~K  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 *N\U{)b\  
 为优化计算加入一个旋转平面 9m!4U2N,s  
@,M!&l  
TQE3/IL  
T*k K-
@.i  
2. 参数：双凸球面透镜 0J@)?,V-.  
yHr/i
) c  
nt "VH5  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 *Z|!%C  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Fd5{pM3  
 参数是对应波长532nm。 &p8K0 |  
 透镜材料N-BK7。 Z(/jQ=ozQ  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 NjYpNd?g  
B964#4& 9  
xzW]D0o0  
VH#]67  
"JJ )w0  
qFe|$rVVIl  
3. 结果：双凸球面透镜 sb4r\[?  
"*%=k%'
 
kSB)}q6a  
 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。 (cNT ud$  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 lG%oqxJ+ L  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 3|9)A+,#  
Q&`$:h.~  
A3$ rPb8  
)l[ +7  
z[z'.{;D  
4. 参数：优化球面透镜 Z%(aBz7Et  
j#-ZL-N  
A-ir   
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 FT`y3~
 
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 +r4US or  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 
saU|.\l  
 透镜材料同样为N-BK7。 .Pxb9mW  
(V{bfDu&h@  
1swh7  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 P0' ;65  
]~3wq[O  
5T8X2fS:  
@_1$ <8  
5. 结果：优化的球面透镜 ;\4}Hcg  
CM9+h;Zm  
LeQ2,/7l:  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 c)iQ3_&=  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 7lR(6ka&/  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 VaVKWJg$  
X*$ 7g;  
Tk.MtIs)V}  
RTLu]Bry  
6. 参数：非球面透镜 WDE_"Mm  
w V27  
MI',E?#yB  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。
;S,g&%N  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 <`-"K+e!J  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 vQu) uml  
a^4(7  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 GlQ=M)E  
5XFhjVmEL  
2=F_<Jh|+  
zrnc~I+  
w>/KQ> \"  
7. 结果：非球面透镜 rLh490
@  
OSfwA&  
c7wza/r>  
 生成期望的高帽光束形状。 =E4nNL
?  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Br\/7F  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 O=c&
 
IK~ur\3  
^4 es  
RDzL@xCcn  
h>bmHQ  
8. 总结 /*rMveT  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7F}I.,<W  
9FPl  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~;bwfp_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0A5xG&  
}@1LFZx
 
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。 Q6Jb]>g\H  
LT'#0dCC  
扩展阅读 ,,fLK1  
Pvbw
>k;  
扩展阅读 .!)7x3|$[  
 开始视频 6"&&s  
-     光路图介绍 {) Y &Vr5  
 该应用示例相关文件： Br-y`s~cP  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 BtU,1`El5  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 u"C`S<c  
JhB{aW>  
R8":1 #&  
QQ：2987619807 Z!LzyCVl