[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) As:O|!F  
应用示例简述 "+HJ/8Dd1  
1. 系统细节 e4z`:
%vy  
 光源 s,z~qL6&  
— 高斯激光束 >3 o4 U2  
 组件 M\ATT%b:  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ,06Sm]4L,  
— 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 R9J!}az'  
 探测器 }vndt*F   
— 视觉感知的仿真 E~!$&9\  
— 高帽，转换效率，信噪比 E C#0-,z  
 建模/设计 &K ~k'P~m  
— 场追迹： ?nU<cxh  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 8mI(
0m'  
$:9t(X)H  
2. 系统说明 2+1ybOwb  
inut'@=G/  
I"Oq< _  
2t= =<x  
3. 建模&设计结果 c=m'I>A  
 RD$:.  
不同真实傅里叶透镜的结果： 'eM0i[E+`  
r!:yUPv  
D,#UJPyg  
c=!>m  
4. 总结 7;>|9k  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 t7=D$ua  
'zyw-1  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 GVY7`k"km  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 DAn2Pqf  
\!u<)kkyT  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 LrU8!r`a  
uwe#&V-  
应用示例详细内容 uibmQ|AQ  
(0-Ol9[  
系统参数 JT+c7W7  
09kR2(nsW/  
1. 该应用实例的内容 @G5T8qwN  
VAPeMO ck  
EX,>V,.UV  
q*I*B1p[m  
l\<.*6r  
2. 仿真任务 k^5Lv#Z  
qO6M5g:   
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 +nYFLe  
`TBXJ(Y  
3. 参数：准直输入光源 WzIUHNn'I  
DDE-$)lf>  
+kSu{Tc  
g5V\R*{  
4. 参数：SLM透射函数 !%>RHh[  
BT7{]2?&V  
<-VBb[M#  
5. 由理想系统到实际系统 k:0j;\Sx  
JP#S/kJ%3  
6tKrR{3#A  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 7;jD>wp9D  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ,i:?c  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 q/O2E<=w*c  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 [LoQYDku  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 pz%s_g'  
;(C<gt,r}  
AtQ.H-8r  
!M^O\C)  
+_GS@)L`%  
应用示例详细内容 ?I+L  
bRAD_  
仿真&结果 W!{RJWe  
}gbLWx'iG  
1. VirtualLab中SLM的仿真 fyQOF ItM  
tZ_'>7)  
 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)。 Q-7?'\h  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 *5)UIRd  
 为优化计算加入一个旋转平面 8(1*,CJQg  
ACRuDY  
'Lu<2=a~  
e=i X]%^  
2. 参数：双凸球面透镜 Oeh A3$|#  
z\ZnxZ@  
o[Ffa#sE  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 J[ZHAnmPH  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ^r~[3NT  
 参数是对应波长532nm。 }3 xkA  
 透镜材料N-BK7。 M7=,J;@  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 t;* zr*  
8~Cmn%  
K(;qdIr  
)Zq'r L<  
63l3WvoK  
E'x
"EN  
3. 结果：双凸球面透镜 g89@>?Mn  
8iIp[9~=  
D{(}&8a9  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 +|/0sPW(  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 3x~7N  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 e,%|sAs[  
r8 9o  
8T1`9IT
l:  
|Y3w6!$  
{H)7K.hQN  
4. 参数：优化球面透镜 VrIN.x  
Z9vMz3^N  
C.?^] Y  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 m.D8@[y  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ~4fE`-O  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 H_&to3b(  
 透镜材料同样为N-BK7。 m.lR]!Y=w  
VhO+nvd*W  
gTj,I=3$?e  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mG~kf]Y  
/EjXyrn2  
M-@RgWvF  
Ph^1Ko"2  
5. 结果：优化的球面透镜 v0C+DKi  
M'%4BOpI6`  
,C,nN
aW  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Ta\F~$M  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 DO~ D?/ia  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 'V]C.`9c  
2"D4q(@  
f1vD{M;  
)0/9 L  
6. 参数：非球面透镜 }u;K<<h:  
Jl_W6gY"Z  
bMKX9`*o  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 3dN`Q:1R9  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 F0!Z1S0g  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 :i&]J$^;  
p_I^7 $  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 `,}7LfY  
c^I^jg2v  
o< @![P  
'&cH,yc;b  
r;{$x  
7. 结果：非球面透镜 xX-r<:'tmi  
kWW2N0~$  
`df!-\#  
 生成期望的高帽光束形状。 V/#Ra  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 !7DDPJ~  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 sFM$O232  
;t0q ?9  
W5Jw^,iPd  
|$\K/]q-  
-J3~j kf  
8. 总结 ht>%O7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ].s;Yxz  
Qyw
@ r  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 lpXGsKH2  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [gT}<W  
pVc+}Wzh  
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。 j&X&&=   
=803rNe  
扩展阅读 x*H#?.E  
G4'Ia
$  
扩展阅读 |Y K,&  
 开始视频 5, $6mU#=  
-     光路图介绍 ~B|m"qY{i  
 该应用示例相关文件： nF'YG+;|@  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 n~UI47  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Ah1 9#0  
t,r]22I,`  
`,'/Sdr  
QQ：2987619807 l7g'z'G