[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) (^y"'B  
应用示例简述 oo2d,  
1. 系统细节 _Iav2=0Wi  
 光源 |r Aot2  
— 高斯激光束 =hFY-~U  
 组件 \q1tT!]  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ~Ay)kv;  
— 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 (~zu4^9w  
 探测器 rf%lhBv  
— 视觉感知的仿真 >h;]rMD!|  
— 高帽，转换效率，信噪比 `sT;\  
 建模/设计 i$<['DY  
— 场追迹： 0LH6G[  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 czD"mI!  
y< *-&  
2. 系统说明 `HQ)][  
94ruQ/   

Oa~ThbX7  
-i2rcH  
3. 建模&设计结果 ApeqbD5g&  
!Z:XSF[T  
不同真实傅里叶透镜的结果： )/>BgXwH  
b-VygLN  
3;BIwb_  
3PU_STSix  
4. 总结 h>\C2Q  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 F6[F~^9D  
<z,)4z++  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "Esl I  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 #Z2'Y[@.  
Dc-K08c  
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。 } jJKE  
N:| :L:<1  
应用示例详细内容 ?<!qF:r:  
0d_)C>gcF  
系统参数 hbx4[Pf  
yqq1a o  
1. 该应用实例的内容 (V6bX]<  
zx}+Q B0  
5;0w({1l  
~k?rP}>0  
<C'_:&M  
2. 仿真任务 .u7}p#  
}b(hD|e  
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。 AuXUD9-  
V)<>W_g  
3. 参数：准直输入光源 ,]2?S5R  
c{/R
?<  
'2r  
1WMZ$vsQUb  
4. 参数：SLM透射函数 ;b0Q%TDh  
CwX?%$S   
7<^+)DsS?  
5. 由理想系统到实际系统 8{G!OBxc\.  
%`&n ;K.c  
!+PrgIp>  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Vpnk>GWD  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Z
xnPSA@%  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 _ 
Lh0  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 eA!Z7 '  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 kBR=a%kG  
8IlUbj  
YP02/*'  
jum"T\  
dA hcA.  
应用示例详细内容 vTK%8qoZ  
crIF5^3Yby  
仿真&结果 iP(MDVg  
:b44LXKCP  
1. VirtualLab中SLM的仿真 uQO5GDuK>  
v8f3B<kj  
 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)。 89&9VX^A  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 lubsLI  
 为优化计算加入一个旋转平面 qB$-H' j:;  
9A.NM+u7  
-t4:%-wv  
cn} CI  
2. 参数：双凸球面透镜 7He"IJ  
"rn  
n{4iW_/D  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 w PR Ns9^  
 由于对称形状，前后焦距一致。 \XB,)XDB  
 参数是对应波长532nm。 A5Jadz~  
 透镜材料N-BK7。 Y5GN7.  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 }'P|A  
^s6~*n<fH  
lu{ *]
!  
:5~Dca_iU4  
{ }/  
=cl#aS}e8  
3. 结果：双凸球面透镜 K`N$nOw  
P}Ig6^[m\  
g&g:HH:  
 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。 viG=Ap.Th  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 W@AHE?s6g  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 h/\v+xiF  
Hi[lN7ma8  
7%"|6dw  
M#^q <K %  
9mDdX
 
4. 参数：优化球面透镜 @M\JzV4 A[  
]#M"|iTR  
GcRH$
,<XG  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 WDY\
Fj  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Bdh*[S\u@E  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 6E) T;R(@  
 透镜材料同样为N-BK7。 _]*[TGap  
%t&Lq}e  
`S((F|Ty=;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9q?knMt  
qOG@MR(5  
AIOGa<^  
|i
Jz[%  
5. 结果：优化的球面透镜 RgoF4g+@  
i}LQ}35@  
<T7@,_T  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 '~b  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 x}a
?
B  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 wrJQkven-  
ruagJS)+  
%. ((4 6)  
nycJZ}f:wP  
6. 参数：非球面透镜 ~*EipxhstJ  
bP$e1I3`  
EUw4$Jt^p  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Aa1#Ew<r  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 S3x^#83  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 xqk(id\&  
{0j,U\ kb  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 E7h@c>I
K  
fQ~~%#z1  
BpA7 z/  
=4q5KI  
im<!JMI  
7. 结果：非球面透镜 =KR^0<2r  
tx;2C|S$oU  
\Yp"D7:Qi  
 生成期望的高帽光束形状。 +q2\3REzx  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 J-=fy^S5  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 f4<~_ZGr  
O^c?w8   
nS$4[!0  
CNuE9|W(vI  
dT1UYG}>j  
8. 总结 s7E %Et  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 q@1A2L\Om  
zhE4:g9v  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "j`T'%EV  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 xg%{p``  
Z

K{1z|  
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。 `o_i+?E  
,f>^q"  
扩展阅读 U#Kw+slM  
\Q`#E'?  
扩展阅读 ,EH-Sf2Cb  
 开始视频 ]mJ9CP8P1c  
-     光路图介绍 fX:G;vYn  
 该应用示例相关文件： Z^F>sUMR  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 N<(rP1)`v  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 oMn'{+(w  
~Gg19x.#uW  
%D7^.  
QQ：2987619807 {>R933fap