[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) MgZ/(X E  
应用示例简述 -).C  
1. 系统细节 _a, s )  
 光源 I9^x,F"E]  
— 高斯激光束 pa+hL,w{6  
 组件 \z$= K  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 wYea\^co  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 0GwR~Z}Z  
 探测器 8*X4\3:*N  
— 视觉感知的仿真 KI.unP%  
— 高帽，转换效率，信噪比 0GLM(JmK  
 建模/设计 +{]j]OP  
— 场追迹： iZmcI;?u  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 >P(.:_^p  
mFeP9MfJ  
2. 系统说明 q.vIc ?a  
kJU2C=m@e2  
P}iE+Z3  
!WlH'y-I  
3. 建模&设计结果 V`5O{Gg  
bA 2pbjg=  
不同真实傅里叶透镜的结果： ib m4fa  
7zMr:JmV  
:RYTL'hes  
ZSw.U:ep$s  
4. 总结 0RfZEG)  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 crCJrN=  
Ri'n  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 pg.%Pdr<$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 UiWg<_<t  
NK+o1  
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。 9WHddDA  
iU-j"&L5  
应用示例详细内容 $b\P|#A  
b>k y  
系统参数 XW9!p.*.U  
A&{Nh` q
 
1. 该应用实例的内容 2%1hdA<  
a*;b^Ze`v  
I fir ,8  
s2?&!  

@HW*09TG  
2. 仿真任务 6@f-Glwg  
E`q_bn  
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。 'qi}|I  
AW .F3hN)  
3. 参数：准直输入光源 6~{C.No}  
)jj0^f1!j  
oU|c
.mYe  
:N@^?q{b  
4. 参数：SLM透射函数 3T 9j@N77  
;<5q]/IHK  
<{pz<io)  
5. 由理想系统到实际系统 SuznN L=/$  
NI5``BwpO  
$( )>g>%  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 g0 [w-?f  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 l%ZhA=TKQ  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ;jPXs  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 67TwPvh  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 u-TUuP  
Y7nvHU|+o  
B *v
M0  
hph4`{T  
%\DX#.  
应用示例详细内容 +"(jjxJm  
,[Fb[#Qqb  
仿真&结果 (t.Nk
[  
|o@%dH  
1. VirtualLab中SLM的仿真 %S
I'BJ  
hSMH,^Io$  
 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)。 % nIf)/2g  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 HDKbF/  
 为优化计算加入一个旋转平面 F?cK-.  
iLz@5Zj8  
8Y3I0S  
F/Pep?'  
2. 参数：双凸球面透镜 N7_"H>O$0U  
eFAnFJ][L  
fh{`Mz,o  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Ie^l~G
b  
 由于对称形状，前后焦距一致。 :LTN!jj  
 参数是对应波长532nm。 KG@8RtHsQ  
 透镜材料N-BK7。 V1?]|HTQcT  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 <Qq*p  
oE~RySX  
Tr|JYLwF
 
R4@6G&2d>  
AEuG v}#  
q =Il|Nb>  
3. 结果：双凸球面透镜 ]~%6JJN7  
^&)|sP  
I|J/F}@p  
 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。 >MK98(F  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 B:
QHwzd
 
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 w:l"\Tm  
vj*%Q(E6Pt  
CJ%I51F`X  
yBRC*0+Vy  
r
bQR,Nf2x  
4. 参数：优化球面透镜 bi:8(Q$w:`  
J=L5=G7(  
5?L<N:;J_  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 d"N
LE'R  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 T Ge_G_'o  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Ha#>G<;n  
 透镜材料同样为N-BK7。 2[CdZ(k]5  
'2O\_Uz  
d
\Zng!Z'  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +*^H#|!  
tjnIN?YT  
2-b6gc7  
v LZoa-w:  
5. 结果：优化的球面透镜 <t,x RBk  
XUw/2"D'?  
FC*[*  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Z6p
UZ[j,  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 |)81
Lz  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 j.kG};f  
z]Ue|%K  
JLi|Td"1%  
`XB 9Mi=  
6. 参数：非球面透镜 Z/K{A`  
n(|^SH4$b  
0^ibNiSP  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 wf$s*|z  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。
0RK!/:'  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 K@#L)VT!  
>*n0n!vF  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ? qA]w9x  
#,.Hr#3nI  
_y>~ yZx  
:lzrgsW  
0LKRN|@  
7. 结果：非球面透镜 %#}Zy   
_l]fkk[T  
-]=@s  
 生成期望的高帽光束形状。 <|\Lm20G]  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 $\! 7 {6a  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 RGU\h[  
N36_C;K-z  
P2*<GjV`S/  
nvUc\7(%NW  
d M-%{  
8. 总结 #=v~8  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 JLJ;TM'4=  
9I/N4sou  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 uH-)y,2&  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 #u + v_  
j w9b)  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 l
PJ\-/>$z  
<rmvcim{*  
扩展阅读 }{< '8J.R  
\_U$"/$4VH  
扩展阅读 N&V`K0FU  
 开始视频 xRsWI!d+|  
-     光路图介绍 (3&?wy_l  
 该应用示例相关文件： -S+zmo8  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 - CWywuD  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 }#E[vRf  
GDy9qUV  
\B 7tX  
QQ：2987619807 Y)a^(!<H<