[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) REnd# V2x  
应用示例简述 03?TT,y$  
1. 系统细节 pq[RH-{  
 光源 qq}EXq^  
— 高斯激光束
!}wJ+R ^2  
 组件 K7}EL|Kx  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 KNU/Kc#  
— 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 evf){XhT;n  
 探测器 9v)p0  
— 视觉感知的仿真 J 2%^%5&0  
— 高帽，转换效率，信噪比 bHcb+TR3  
 建模/设计 <tK6+isc  
— 场追迹： (gBP`*2  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 nt\6o?W  
e#Jx|Ej=  
2. 系统说明 $Ch!]lJA
 
$Tu%dE(OF  
DQW^;Ls  
vPEL'mw/3#  
3. 建模&设计结果 TF 6_4t6  
x8%Q TTY  
不同真实傅里叶透镜的结果： _F xq  
Z"#ysC  
uy\<t  
N8(xz-6  
4. 总结 pH.wCD:
1n  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -xq)brG  
FT73P0!8.  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ghd~p@4  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 V1Dwh@iS  
dA>t  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 #6'oor X  
XG ]yfux`  
应用示例详细内容 =]E(iR_&  
p?X.I]=vRv  
系统参数 NylN-X7[#  
B, nCx=\S  
1. 该应用实例的内容 aWek<Y~+  
)0`;leli  
6NJ"ty9Bp  
!>b>"\b  
qa#Fa)g*  
2. 仿真任务 6PT ,m  
K"Vv=  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 t3u"2B7o
G  
HZCEr6}(  
3. 参数：准直输入光源 Nkn0G_  
I<|)uK7  
QE}S5#_"  
uSbOGhP  
4. 参数：SLM透射函数 ,@%1q)S?A  
+o(t5O[G  
W%b<(T;  
5. 由理想系统到实际系统 0z/tceW'F  
Lx,"jA/  
hXM8`iFW5  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 xksQMS2#  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 C$oY,A,  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 )u]J`.OA  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Xhtc0\0"(  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 +l@H[r;$  
Htl6Mr*{  
sp0&"&5  
7!w@u6Q  
1qbd6D|t  
应用示例详细内容 WGKN>nV  
fL ng[&  
仿真&结果 P482D)  
&+6XdhX  
1. VirtualLab中SLM的仿真 #rMMOu9r2  
N}nU\e6 Y  
 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)。 sY7:Lzs.,  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 >T;"bcb  
 为优化计算加入一个旋转平面 u$[ '}z0:  
mm/U9hbp%  
?H eC+=/Z  
>Mj :'  
2. 参数：双凸球面透镜 ^tsIgK^9H  
Fzh%#z0  
6[wej$u  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 yxQxc5/X)  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ?VEJk,/k  
 参数是对应波长532nm。 nf+8OH7  
 透镜材料N-BK7。 suj? e6  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 3ag*dBbs  
g2;JJ}  
NLw#b?%  
!FipKX  
8U0y86q>)E  
'Fo*h6=  
3. 结果：双凸球面透镜  rmUTl  
5!}xl9D  
!tCw)cou  
 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。 =+~e44!~D  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 !cE>L~cza  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 X/lLM`  
?(Dkh${@  
\ lP c,8)  
eHF#ME  
eJilSFp1  
4. 参数：优化球面透镜 x?KgEcnw2X  
c?CwxI_b8  
gQ.yNe
 
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 E{^*^+c"h  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 =DvFY]9{  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 QO
lm#S  
 透镜材料同样为N-BK7。 k^J~l=?v  
6/hY[a!  
$6XSW  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 # ,u7lAz  
upQ:C>S  
L-^vlP)Vu  
m;WUp{'  
5. 结果：优化的球面透镜 {\ P$5O{%  
{ >{|3  
cn v4!c0  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 l^:m!SA_  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 m'KY;C  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 -_ .f&l8  
~KDx  
}Ga@bY6  
IQMk
:  
6. 参数：非球面透镜 [5:
,+i  
|rH;}t|un  
pM@|P,w {  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 pAtHU(}  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 R5ZnkPEA  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 }+nC}A"BC  
! o:m*:  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 \bCm]wR  
Qpndi$2H!  
Ra'0 ^4t  
A)2vjM9}K  
AEX]_1TG  
7. 结果：非球面透镜 n}7DL8  
SGZOfTcY  
[Oxmg?W  
 生成期望的高帽光束形状。 H;k
;%Zg;  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 7fLLV2  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Dp6]!;kx  
bESmKe(  
a^<  
Nb>|9nu O  
L5
(rP\B  
8. 总结 8Z4d<DIJ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ;o,t*  
@b=tj
QO_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (?J6vK}S  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6`]R)i]  
hqnJ@N$yY  
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。 $lOx 6rL  
_U1~^ucV  
扩展阅读 DifRpj I-0  
7ks09Cy  
扩展阅读 >-r\]/^  
 开始视频 rFM`ne<zh  
-     光路图介绍 <]b}R;9v  
 该应用示例相关文件： }
;+'  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 zid?yuP  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 *#+d j"  
9xB^dKM3  
{p|OKf  
QQ：2987619807 7OS\j>hb~