[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) eo^C[# .  
应用示例简述 j{6O:d6([$  
1. 系统细节 e@iz`~[  
 光源 J+}z*/)|#  
— 高斯激光束 ,\N4tG1\  
 组件 \{v-Xe&d^  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 H~bbkql  
— 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 )nrYxxN  
 探测器 e$E>6Ngsr  
— 视觉感知的仿真 m[Mw2F  
— 高帽，转换效率，信噪比 7MsJ*En  
 建模/设计 a*uG^~ ).  
— 场追迹： =MwR)CI#  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 aLlHR_  
z<gII~%  
2. 系统说明 ]GD&EQ  
KY?ujeF  
Wl}J=  
KyBtt47\  
3. 建模&设计结果 rPt   
F<Xtp8  
不同真实傅里叶透镜的结果： dA<_`GFR  
$F NH:r<  
E&f/*V
^  
x=kJlGT  
4. 总结 5&xbGEP$  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4*HBCzr7[  
$k`j";8uR  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
'S*]JZ1  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 P"o|kRO  
>< VUly  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 &.qLE  
Rtlc&Q.b  
应用示例详细内容 ,C|{_4  
BqUwvB4  
系统参数
cp0yr:~  
Mi\- 9-  
1. 该应用实例的内容 6cD3(//  
HZ1nuA  
9$D}j"  
g:@4/+TSt  
bh#6yvpMR  
2. 仿真任务 *Uy;P>8  
f4&;l|R0a  
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。 Cq'{%  
`g4N]<@z  
3. 参数：准直输入光源 %e)?Mem  
Rt5pl,Nf  
eu":\ks  
<":83RCS  
4. 参数：SLM透射函数 hT`&Xb  
b"nkF\P@Fj  
DiGHo~f  
5. 由理想系统到实际系统 xM@s`s|n  
OR37  
0d1!Q!PH3  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 #lMC#Ld  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 &N]e pV>  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 u%Mo.<PI  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 [j0jAl  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6']G HDK  
O+/{[9s  
*{5/" H5  
A/"2a55  
RC
oDdtMo  
应用示例详细内容 )rlkQ'DN  
g"kET]KP"  
仿真&结果 /I{K_G@  

d
BS_N/  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ] SLeWs  
yu&muCA  
 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)。 W\mgM2p  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 -]{ _^
 
 为优化计算加入一个旋转平面 TBky+]p@  
.m
cohfR  

R(,m!  
p=#/H,2  
2. 参数：双凸球面透镜 g9NE>n(3  
eu~ u-}.  
;PnN$g]Q  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 2|] <U[  
 由于对称形状，前后焦距一致。 !ZvVj\{  
 参数是对应波长532nm。 HKJ^6|'  
 透镜材料N-BK7。 3<N2ehi?  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 DY{v@ <3  
\I^"^'CP  
3x7fa^umR  
8~~ k?  
Sw$/Z)1K&  
RlbJ4`a  
3. 结果：双凸球面透镜 2(Yg',aMY-  
&4#%xg
 
9_.pLLx  
 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。 Xwjm T  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 G2 V$8lh  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 EwgNd Gcj  
P}(c0/  
s{{8!Q  
)EQI>1_  
VUP. \Vry  
4. 参数：优化球面透镜 ?^MH:o  
qFLt/ >  
nh80"Ny5  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 x]?V*Jz  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 -3wid1SOm  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 q8.Z7ux  
 透镜材料同样为N-BK7。 tFX<"cAvK  
"u&7Y:)^wr  
x\yr~$}(J  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <P&X0S`O  
vb]uO ' l  
:#_k`{WG  
cxvO,8NiB  
5. 结果：优化的球面透镜 vjh'<5w9Wi  
-nX{&Z3-s  
Z#[%JUYp'  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 m=/HUt3(&0  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 oHp"\Z
&  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 0;,Y_61  
}H saJ=1U  
w(X
}  
m^0 I3;  
6. 参数：非球面透镜 X56q,jCJ{  
k6Vs#K7a  
b"`fS`@/MW  
 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!,V7R  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 gkq~0/  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ,?Vxcr  
UEm4):/}  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 dS \n2Qb  
kK 5~hpv  
dVGcth;  
l&"bm C:xr  
<Hz11 }<(  
7. 结果：非球面透镜 f,LeJTX=  
.L^;aL  
1DL+=-  
 生成期望的高帽光束形状。 d(9SkXr  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 v<g#/X8  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 W~i0.rg|>  
f(K1,L:&7  
Z/v )^VR  
k<f0moxs'  
sk0/3X*Q%  
8. 总结 LW("/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 J4iu8_eH!D  
|8x_Av0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 IF//bgk-  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 99]s/KD2yb  
#.Ly  
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。 ANj%q9e!Yi  
Bxj4rC[  
扩展阅读 L]BTX]  
!y!s/i&P%  
扩展阅读 -~lrv#5Q  
 开始视频 _n4`mL8>kH  
-     光路图介绍 ,5K&f\  
 该应用示例相关文件： =FFs8&PKys  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 b+Vlq7Bc  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 gq~`!tW'  
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tEibxE  
QQ：2987619807 o(t`XE['<