[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) ZA+w7S
3  
应用示例简述 Y*/e;mG.  
1. 系统细节 $W]}m"l  
 光源 dym K@  
— 高斯激光束 ?[<#>,W  
 组件 gY&WH9sp?9  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Qo~|[]GE  
— 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 BUS4 T#D  
 探测器 U#Wg"W{  
— 视觉感知的仿真 E?- ~*T
 
— 高帽，转换效率，信噪比 =Hbf()cN)  
 建模/设计 v>0I=ut  
— 场追迹： C2{*m{ 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。 oy-y QYX  
MfZamu5+F  
2. 系统说明 (YM2Cv{4  
hVIv->  
'*B%&QC-  
[vqf hpz  
3. 建模&设计结果 ^r~O*  
v{SZ(;  
不同真实傅里叶透镜的结果： c] -  
0`V;;w8  
hdeI/4 B  
[}HS[($  
4. 总结 #/> a`Ur_  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~)pso7^:  
Ya4yW9*  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Vi`P &uPF  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 lAR1gHhJ  
iURSYR  
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。 6of9lO:  
>n3ig~0d  
应用示例详细内容 $zM \Jd  
g/frg(KF  
系统参数 D#P]tt.Z  
pgQ^w0BQV  
1. 该应用实例的内容 .k$Yleg  
g:Q:cSg<  
Y-lwS-Ii  
#jJ0
Mxg  
MOPHu O{^  
2. 仿真任务 %l,CJd5  
`A9fanh  
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。 w
_4O;  
_Wq;bKG  
3. 参数：准直输入光源 m>|7&l_  
|8tKN"QG  
0{ _6le]  
|ZC'a!  
4. 参数：SLM透射函数 +IMt$}7[  
fR?'HsQg  
KrR`A(=WL  
5. 由理想系统到实际系统 @Ko#nDEq  
=KAN|5yn  
fw VI%0C@  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 -Kw7! =_ g  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 w/:ibG@  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 4V;-*:  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 '14 86q@[$  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 <,Pl31g^  
IwBO#HR
~)  
f:t j   
cY Qm8TR<  
97 ,Yq3  
应用示例详细内容 >6Jz=N,  
AQ0zsy  
仿真&结果 ]
"^p}:  
&bGf{P*Da  
1. VirtualLab中SLM的仿真 dd6%3L{cn  
QyY<Zi;6  
 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)。 YI;MS:Qj  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 c$lZ\r"  
 为优化计算加入一个旋转平面 unNN&m#@  
8)2M%R\THn  
z`eMb  
24 .'+3  
2. 参数：双凸球面透镜 xB]^^NYE=  
R](ck
o=  
*K& $9fah  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Bz|/TV?X(  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ]omBq<ox'Y  
 参数是对应波长532nm。 {;m|\652B  
 透镜材料N-BK7。 GZHJ4|DK  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 M`8c|*G   
lon9oraF'  
$e{[fmx  
bvHQ#:}H  
2<@g *  

TA8  
3. 结果：双凸球面透镜 ur7S K(#  
f@$kK?c?  
u.*}'C>^^v  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 h(GSM'v  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .XVL JJ#  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 JS
tEOQF4  
dc_2nF  
I[?bM-  
Gd'_X D  
j,SZJ{ebXg  
4. 参数：优化球面透镜 K`60[bdp  
ks %arm&  
^t*Ba>A  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 X<pNc6  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 d(@ ov^e-  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Pp_? z0M  
 透镜材料同样为N-BK7。 .>~er?-  
Crl:v8  
Ct zWdo.  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3xKgj5M  
i2;,\FI@t%  
*cCj*Zr]  
Sqyju3Yp  
5. 结果：优化的球面透镜 F-M)6&T  
hy@b/Y![M  
.<xD'54  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 gjFQDrz(  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 JoZzX{eu"  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 R=$}uDFmW  
IS`ADDU[S  
c/:k|x  
HD1/1?y!@q  
6. 参数：非球面透镜 |5&7;;$  
XW\ 3ttx  
k7L4~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。 ,H<nNBv3M  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 3`RI[%AN~  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ~O!E&~  
>6@,L+-6r  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 dTlEEgR  
Kb-m  
_34%St!lg  
~*+evAP  
S v#,L8f  
7. 结果：非球面透镜 y\[* mgl:  
X?JtEQ~>  
kA)`i`gt  
 生成期望的高帽光束形状。 =W2I0nr.  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 hd[t&?{=  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 rOj(THoc{  
2+pXtP@O  
h0$ \JXk  
vQy<%[QO  
eb6y-TwY  
8. 总结 <X
5ge>.  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 G `B=:s]  
L|1~'Fz#w  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 <]|!quY<*  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 a40>_;}:x  
,_D@ggL-  
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。 /F''4%S?E  
ER@RWV2  
扩展阅读 Y%@;\  
twK3
  
扩展阅读 0dI7{o;<|  
 开始视频 'aEN(Mdz1e  
-     光路图介绍 =^l`c$G<  
 该应用示例相关文件： )nK+`{;@!  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 mv`b3 $  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 w{;~  
: t75iB=  
TV0Y{x*~iH  
QQ：2987619807 wyAh%'V