[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) 1]]#HTwX  
应用示例简述 JWo).  
1. 系统细节 Spt;m0W90  
 光源 8$C?j\J|*  
— 高斯激光束 Y!w {,\3  
 组件 ]Wdnr1d~8  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 9 `z^'k&  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 1@{qPmf^  
 探测器  _)=eE  
— 视觉感知的仿真 .l}oxWWoS  
— 高帽，转换效率，信噪比 6R+EG{`  
 建模/设计 iK3gw<g  
— 场追迹： k~HS_b*]d  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 qjI.Sr70  
h1jEulcMtq  
2. 系统说明 vfP
IC!  
%m?$"<q_K  
#AUV&pI[  
~5sH`w~vQ  
3. 建模&设计结果 +[Zcz4\9  
]B>g~t5J  
不同真实傅里叶透镜的结果： pCt0[R;?  
"Iwd-#;$;  
wC~LZSTt  
m(eR Wx&pZ  
4. 总结 D|Raj\R  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4NxI:d$&*  
{u{8QKeC  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 bo04y)Iz  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _rjB.  
[|{m/`8
C  
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。 ~ w,hJ `  
P[<EFjE  
应用示例详细内容 D;QV`Z%I  
_
!H8j/b  
系统参数 nHTb~t5Ke  
URb  
1. 该应用实例的内容 tX 3y{W10"  
IBSoAL  
6*tbil_G+  
&L`yX/N2  
mH)th7  
2. 仿真任务 KmE<+/x~?  
=VOl *  
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。 sad[(|  
4oywP^
I  
3. 参数：准直输入光源 ZKco  
VH2/  
f$p7L.d<  
VaLl$w  
4. 参数：SLM透射函数 3P[u>xE  
+U= !svE  

X'XH-E  
5. 由理想系统到实际系统 z1`z k0  
F,>-+~L=  
]n$&|@  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 C8bv%9  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 >S=,ype~G  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ! tPHT  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 tFKR~?Gc
 
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 #uHl
 
-e(,>9Q  
8j<
+ ' R  
k:k!4  
6kM'f}t[C  
应用示例详细内容 !|`vW{
v  
2i_X{!0}  
仿真&结果 ?2$0
aq  
]`GDZw`  
1. VirtualLab中SLM的仿真 t?404  
j+7ok 5J#  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 Z5%TpAu[  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 k<cv80lhK  
 为优化计算加入一个旋转平面 I!uGI  
P|{Et=R`1  
oYNp0Hc  
xFy%&SKHg  
2. 参数：双凸球面透镜 Isna KcLM  
RFzMah?Q=j  
wc6v:,&  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 # 5C)k5  
 由于对称形状，前后焦距一致。 V|mz]H#|  
 参数是对应波长532nm。 E+|r h-M7  
 透镜材料N-BK7。 ~A =?_5kJ  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 p&4#9I5  
'-k~qQk)6  
vhaUV#V"  
XOi[[G}  
ZUxlk+o9d  
-yn;Jo2-  
3. 结果：双凸球面透镜 Wy.Xx-3W  
Jb4A!g5C  
}4M4D/=  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 :\+\/H
Tbh  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 7
gY^aMW  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 2E X Rq  
G oJ\6&"  
t4E=  
fW'U7&O  
qmJ^@dxs  
4. 参数：优化球面透镜 b 7%O[  
;4rTm@6  
rt7]~W-  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ,J0BG0jB^u  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 F&
I ;E i  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 &QQ8ut,;  
 透镜材料同样为N-BK7。 (`&`vf  
U|HF;L  
Qy+&N*k>  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 l[J'FR:  
4z##4^9g  
 4[]/  
P,[O32i#  
5. 结果：优化的球面透镜 /Xds+V^Z  
L9=D,C~  
T]fu[yRVvg  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 CrIt h/Z  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ~yvOR`2Gg  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %4Thb\T  
_@47h86Q  
lV0\UySH  
:z!N_]t  
6. 参数：非球面透镜 UHEn+Tc>  
'`*{ig  
YIQm;EEG  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 6SIk,Isy8  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 1*"t-+|  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 x1}7c9nK  
DPD%8a)?  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 t TAqln|  
lc71Pp>  
=k1 ,jn+  
8SGFzb! h  
s2{d<0x?v  
7. 结果：非球面透镜 O,kzU,zOs  
(,gpR4O[  
%Hk9.1hn5  
 生成期望的高帽光束形状。 m"<Sb,"x!  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 G Uf[Dz  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。
lKd+,<  
X&[S.$_U  
]mN'Qoc  
5xm^[o2#y  
. _5g<aw;  
8. 总结 p. eq N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 H?~|Uj 6  
v:Av2y  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 #-_';Er\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 )Qe4J0.  
p`
)GO.pz  
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。 4E`y*Hmzy+  
GnlP#;  
扩展阅读 J2$L[d^  

QQso<.d&  
扩展阅读 iwnctI  
 开始视频 2FxrMCC  
-     光路图介绍 brA\Fp^  
 该应用示例相关文件： Fq6sl}b(On  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ?mJNzHrq;  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 mTcopyp  
"F(LTppy  
IcM99'P(  
QQ：2987619807 |0A"3w