[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) tic3a1  
应用示例简述 ~/4j&IG  
1. 系统细节 u9;3Xn8  
 光源 jGLmgJG-P  
— 高斯激光束 ->|eMV'd  
 组件 =0e>'Iw2  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 tDAX pi(  
— 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 '5$: #|-  
 探测器 1mgw0Q
O  
— 视觉感知的仿真 <> =(BAw  
— 高帽，转换效率，信噪比 ++2a xRl  
 建模/设计 1q'_J?Xmd  
— 场追迹： eI2041z  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 *)r_Y|vg  
|x.[*'X@  
2. 系统说明 !@gjIYq
_Y  
f[zKA{R  
k5&}bj-  
\ bNDeA&l  
3. 建模&设计结果 jhG6,;1zMI  
t":^:i'M  
不同真实傅里叶透镜的结果： \(Dm\7Q.  
#)D$\0ag  
}`whg8 fZ  
k;umLyz  
4. 总结 !G;BYr>X  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 fNr*\=$  
aS3-A4  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 }8.$)&O$^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Pw|/PfG  
'&/Y}]  
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。 =w7k@[Bq  
.Xta;Py|J  
应用示例详细内容 @)ozgs@e  
"gpfD-BX  
系统参数 w4y???90)  
Z_<Wr7D  
1. 该应用实例的内容 GB>h8yXH  
j~2t^Qz  
a;7gy419<p  
qB3&F pgW  
KG5B6Om5'  
2. 仿真任务 YcaLc_pUx  
:fG9p`  
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。 wu0JXB%&^  
"^pF2JI  
3. 参数：准直输入光源 +Y~,1ai 5^  
h7\EN  
imS&N.*3m  
]=^NTm,  
4. 参数：SLM透射函数 )N ^g0L  
AQBr{^inH|  
p t{/|P  
5. 由理想系统到实际系统 9NC6q-2  
jK=-L#hz  
iV%tn{fc  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ZONe
}tv:  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 doe u`  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 )vur$RX  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ET]`  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 9/GC8*+  
[\i1I`7pE  
z2V_nkI  
zQ eXN7$  
o@\q6xl.  
应用示例详细内容 \h/aD1&g  
8>^O]5Wo`X  
仿真&结果 PsMCs|*  
;(Qm<JAa  
1. VirtualLab中SLM的仿真 h "r)z6Q/  
T xwZ3E  
 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)。 ~_L_un.R  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ;lb@o,R :  
 为优化计算加入一个旋转平面 FU~:9EEx  
zwX1&rN  
*$7c||J7  
 #`2*V  
2. 参数：双凸球面透镜 UG
9 Ha  
<N;HB&mr  
{Uu|NA87Cd  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ?G!DYUK  
 由于对称形状，前后焦距一致。 :-.bXOB(  
 参数是对应波长532nm。 hbdM}"&]  
 透镜材料N-BK7。 SfwAMNCe  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ~lLIq!!\  
M>g\Y  
N
vfQa6?;  
P\H$*6v(
 
vvG#O[
| O  
O%kX=6  
3. 结果：双凸球面透镜 jkIgEF2d*  
.),m7
"u|  
:AB$d~${M>  
 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。 Dos`lh  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 h=~TgTv  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 h{cJ S9e}  
Lm}:`  
WY%'ps_]<  
cA4xx^~  
oUBn:Ir@  
4. 参数：优化球面透镜 beYaQz/@W  
*G#W],~0  
ZK@ENfG  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 h~ =UFE%'  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 V}kZowWD  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 .qCD(XZ+  
 透镜材料同样为N-BK7。 %
9A6c(L  
!7lS=D(?  
zj^Ys`nl  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 V1j5jjck  
5[Yzi> o[  
Q=%1@ ,x"  
Q0_UBm^f  
5. 结果：优化的球面透镜 =q(;g]e  
KZw"?%H[  
m. G}#/  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 xCMcS~ 3/  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 l(@UpV-  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ^MGgFS]G  
iii2nmiK  
d[5?P?h')  
^{GnE
qml&  
6. 参数：非球面透镜 0BM3:]=wr  
VMUK|pC4K  
Nj_h+=UE!  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 z17x%jXy  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 >?q()>l  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 mh"&KX86W  
G:QaWqUb  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9air"4  
R*D0A@  
@O/-~,E68  
! 3O#'CV  
u+GtH;<;  
7. 结果：非球面透镜 ?1Lzbou  
7Xi)[M?)#  
u|.L73<j%  
 生成期望的高帽光束形状。 %B$~yx3#  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 QcGyuS.B  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 MS-}IHO  
vcnUb$%  
e`fN+  
`Pv[A  
y1!c:&  
8. 总结 +^ n\?!  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
~r6qnC2  
,mR$YT8  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 'Jww}^h1  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。
QXnL(z  
V^W
R(Q}  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 vd>X4e^j  
cTpAU9|(  
扩展阅读 qr[H0f]  
<)L'h  
扩展阅读 +(*S@V$c  
 开始视频 Q=[AP+
 
-     光路图介绍 uI^E9r/hB  
 该应用示例相关文件： =#||&1U$  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 E`3yf9"  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 #wL}4VN  
2B{~"<  
h[M~cZ{  
QQ：2987619807 A\9QgM