[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) Zh6bUxr  
应用示例简述 SwV
0q
 
1. 系统细节 GTeFDm;T^  
 光源 ow>^(>^~  
— 高斯激光束 0.~QA+BD:S  
 组件 S c_*L<$  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 '_@Y  
— 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 &BFW`5N  
 探测器 OgY4J|<  
— 视觉感知的仿真 cX> a>
U  
— 高帽，转换效率，信噪比 6 GO7[?U<  
 建模/设计 B=jJ+R  
— 场追迹： *rXESw]BR  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ZXY5Xvt:v  
C;1A$]bk  
2. 系统说明 z+@aQ@75  
|Z0?  
)~rfx  
_rR+u56y-  
3. 建模&设计结果 X2}\i5{  
+%OINMo.A  
不同真实傅里叶透镜的结果： E5~HH($b  
JN .\{ Y  
'nz;|6uC  
m.iCGX  
4. 总结 (CJiCtAsl`  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 X
*KQWs.  
w4Qqo(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 v~H1Il_+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Hz
cy'  
puF'w:I(  
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。 XZEawJ0  
: ^F+mQN  
应用示例详细内容 3l_Ko%qS  
(v6tE[4  
系统参数 ?l!L )!2  
y>Zvose  
1. 该应用实例的内容 1P. W 34  
MUhC6s\F  
\_Nr7sc\  
11glFe  
 9f+|m9~2  
2. 仿真任务 x#-uf  
A[oLV"J6x5  
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。 #s$b\"4  
bZHuEh2w  
3. 参数：准直输入光源 #+N\u*-S  
G~1#kg  
X,:pT\G  
Gtd!Y x  
4. 参数：SLM透射函数  _CY>45  
~=h]r/b< U  
QZB2yK3]h  
5. 由理想系统到实际系统 Q/m))!ikMt  
]W7(}~m  
3UU]w`At  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 I+Qv$#S/  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 8Y*SZTzV  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 a% |[m,FvP  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 A%>Ir`I  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 j/4N  
a\S"d  
r=Z#"68$  
gP"p7\ (  
/%EKq+ZP  
应用示例详细内容 7Fw`s@/%  
* t6XU  
仿真&结果 5 WSu  
8J{I6nPF  
1. VirtualLab中SLM的仿真 *Dtwr  
+(0Fab8g  
 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)。 P*oKcq1R  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 s `HSTq2  
 为优化计算加入一个旋转平面 o90SXa&l/  
Zx,R6@l  
0L"CM?C  

[SgWUP*  
2. 参数：双凸球面透镜 m(>_C~rGN  
fZL%H0&  
aDFu!PLB{)  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Ev* b  
 由于对称形状，前后焦距一致。 |Ak>kQJ(1z  
 参数是对应波长532nm。 AN7WMX  
 透镜材料N-BK7。 :#0uy1h  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 (mz5vzyw  
_+g5;S5  
.CdaOWM7  
Oe4 l` =2  
p.^mOkpt  
^ j;HYs_  
3. 结果：双凸球面透镜 g66=3c9</6  
$3S6{"  
xy>wA  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 s|
Ls  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 %[\: 8  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 kF.!U/C  
^0"NcOzzxl  
DrLNY"Zq  
p8K4^H  
@'L/]  
4. 参数：优化球面透镜 ?(Q" y\  
4v9z
FJ<Z  
zIt-mU  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 F,Y,0f@4U9  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 A!Zjcp|  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ATCFdtNc  
 透镜材料同样为N-BK7。 pA)!40kz  
KY H*5  
2K<rK(  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 PxzeN
6f  
yi<&'L;  
@;kw6f:{d  
q9.)p  
5. 结果：优化的球面透镜 au7%K5  
(Z5=GJM?$  
r@FdxsCnGM  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 geU-T\1[l  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 +jYO?uaT  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Cnd70tbD )  
R5 47  
,/6V^K  
vF"<r,pg  
6. 参数：非球面透镜 `?LQd2p  
~fw 6sY#  
^@ s!"c  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 \eF5* {9  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 B+S &vV  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 44FK%TmtF  
jm&?;~>O  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .z&V!2zp  
E9pKR+P  
2A|^6#XN'  
#Z<pks2 y  
 A]R7H1  
7. 结果：非球面透镜 
,6Sa  
11}sRu/  
R9&T0Qf  
 生成期望的高帽光束形状。 ms'&.u&<  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 {Uxah  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 DR3M|4[  
hY+3PNiI@  
&:=   
$UW!tg*U&  
1Uz'=a  
8. 总结 ,{ CgOz+Ul  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (Tp+43v  
D *W+0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 T~8`{^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ]W<E#^  
GJWC}$#TY  
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。
=YF\mhMQ:  
St,IWOmq"  
扩展阅读 A}C&WT~  
-aG( Yx  
扩展阅读 F3jrJ+nJ  
 开始视频 ?"+'OOqik  
-     光路图介绍 RBr  
 该应用示例相关文件： HP|,AmVLl  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 -`wGF#}y(=  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 CvmZW$5Yo  
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3Aq[1U0  
QQ：2987619807 G39H@@ *O0