[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) 76xgExOU?C  
应用示例简述 ==Ju2D?%  
1. 系统细节 `Q}.9s_ri  
 光源 c~@I1M  
— 高斯激光束 J>x)J}:;  
 组件 )6Z)z;n]aW  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 +HUI1@ql  
— 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 B7va#'ne4{  
 探测器 *F2obpU  
— 视觉感知的仿真 90M:0SH  
— 高帽，转换效率，信噪比 0A\o8T.12  
 建模/设计 3)I v
8mA  
— 场追迹：  k:R9wo  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 rXvvJIbi  
Onby=Y o6  
2. 系统说明 s|YY i~  
$O7>E!uVD  
>L)Xyq  
1,BtOzuRo  
3. 建模&设计结果 mii9eZ  
tHD mX  
不同真实傅里叶透镜的结果： G`gYwgU;  
 XW`&1qx  
V<P@hAAr  
sLb[ZQ;j  
4. 总结 )";g*4R[  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]'MLy#9  
z$H |8L  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 dLG5yx\js  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ExV>s*y  
k2p{<SO;  
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。 RwN*/Li  
6d`6=D:  
应用示例详细内容 )=ZWn,ZB  
Z6 (;~"Em  
系统参数 MZ6?s(mkx  
WRL &tz  
1. 该应用实例的内容 ZN',=&;n'  
fGY. +W_  
&nTB^MF  
FtT+Q$q=  
~{oM&I|d8  
2. 仿真任务 ;g7nG{  
1/JgirVA  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 A1>R8Zuhy  
9kQ~)4#  
3. 参数：准直输入光源 {BDp`uZ  
{ ~FYiX  
r4D6g>)h1q  
@va)j   
4. 参数：SLM透射函数 jW"C: {Ol;  
qP*$wKY,  
f4CwyL6ur  
5. 由理想系统到实际系统 VO/" ot  
dGTAZ(1W  
n"-cX)  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ~g~z"!K  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 aZ@Ke$jD  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 _hM3p  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 -D`*$rp,  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 X#Ajt/XQ  
'$UlJDZ  
_Z@- q  
/@Y/(+DE  
] +LleS5  
应用示例详细内容 a&M{y  
}|(KI  
仿真&结果 %7z  
"#qyX[\  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Tr-gdX ;  
nkSYW]aQ1g  
 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)。 khyn4   
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 F]0O4p~fl  
 为优化计算加入一个旋转平面 wBA[L}   
/F5g@ X&  
WpWnwQY`#  
1#&*xF"  
2. 参数：双凸球面透镜 y8D'V)B
  
Jx[
IHE  
8m2-fuJz  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 #,0%g1  
 由于对称形状，前后焦距一致。 0Zs}y\J`  
 参数是对应波长532nm。 F]q pDv  
 透镜材料N-BK7。 ix=HLF-0zC  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 7eqax33f  
;SEH|_/  
JD^(L~n]  
%mAgE\y25  

2$jTj<.K  
> 't=r  
3. 结果：双凸球面透镜 `sAz1/N  
? !MDg_oHd  
hp@giu7  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 9P#E^;L  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 #e((F,1z  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 wyMj^+ 2m  
[ft#zxCJ  
Ont4-AP   
hCQzD2  
"~jt0pp  
4. 参数：优化球面透镜 1NtN-o)N?  
`i<;5s!rX  
~ou*' w@  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 &~29%Ns  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 np}F [v  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 L 5J=+k,  
 透镜材料同样为N-BK7。 Bmm#5X@*  
TartV3;`  
l4I
@6@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 )cbe4  
BSY2\AL p  
n4h@{Xg  
0C#1/o)o  
5. 结果：优化的球面透镜 ,[71,zs  
%=xR$<D  
{0+gPTp  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 c^S^"M|  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 +R@5e+auQ.  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 HeZ! "^w  
,3Y~ #{,i  
Jtnuo]{R  
\Lv eZ_h5  
6. 参数：非球面透镜 4\H:^U&  
8l-+ 4~mH  
, |CT|2D>  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 M;V (Tf  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 HaXlc8  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 In#V1[io  
D^W6Cq5\  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003
x]&V7Y  
;Oh4W<hH}  
aT$q1!U`j2  
axW3#3#`  
:A%uXgK<k  
7. 结果：非球面透镜 6?b9~xRW  
2cY7sE068  
Ml1yk)3G  
 生成期望的高帽光束形状。 55)!cw4  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 $m]~d6  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 {|c <8  
R,-y  
Mt(wy%{zK  
("<3w2Vlh  
/.l8Jb4  
8. 总结 xWWfts1t  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 O?/\hZ"&c  
c+c3C8s*8  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 -(V]knIF  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Me;@/;c(  
n0q5|ES  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 o65:)z u  
u P
OmiF  
扩展阅读 mE^mQ [Dk  
v_?0|Ei[  
扩展阅读 ^=D=fX"8%  
 开始视频 Ymkk"y.w  
-     光路图介绍 q[`)A?Ae  
 该应用示例相关文件： Vb*q^ v  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 [ &RZ&  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 :SUPGaUJ"  
h$.y)v  
[ R1S+i  
QQ：2987619807 (NK
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