[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) 5pU/X.lc  
应用示例简述 !aB~G}'  
1. 系统细节 7#&e0fw/I  
 光源 "c.@4#/_  
— 高斯激光束 0Ke2%+yqJ  
 组件 mY[*(a  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 S2jn  pf}  
— 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 &gF9VY  
 探测器 MWv(/_b  
— 视觉感知的仿真 Q{|_"sfJ  
— 高帽，转换效率，信噪比 gNJdP!(t  
 建模/设计 qizQt]l  
— 场追迹： Te
%V+l  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 oj/#wF+  
_WR/]1R  
2. 系统说明 :6:,s#av  
bU\T  
7,s5Gd-  
IISdC(5  
3. 建模&设计结果 Ft^X[5G4L  
8VtRRtl  
不同真实傅里叶透镜的结果： R=<%!  
WMa`!Q  
J4x|Afp  
T/FZn{I  
4. 总结 j}O qWX>/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 388vdF  
BNgm+1?L  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;F_P<b 2  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 GExr] 2r  
zR4]buHnE  
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。 Z~w2m6;s  
g[*"LOw  
应用示例详细内容 OIK46D6?.  
zGdYk-H3TH  
系统参数 0(>3L:  
h=qT@)h1>  
1. 该应用实例的内容 5Bt~tt  
jgiS/oW  
gA`QV''/:  
T^F83Py<  
+cbF$,M4  
2. 仿真任务 CH#K0hi  
hQ}_(F_H  
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。 )~Gn7  
A2ufE
T  
3. 参数：准直输入光源 Y/5(BK)  
5$$#d_Gj  

?6]B6  
peHjKK  
4. 参数：SLM透射函数 lMH~J8U3  
7n?yf_je  
KnKf8c  
5. 由理想系统到实际系统 -k@1#c+z  

EDuH+/:n  
w5^k84vye  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 0@[*~H
0{n  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 /M'd$k"0z  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 _Hd|y  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Dw.I<fns^B  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 9 *uK]/c  
)&O6d .  
[?hvx}  
xjSzQ|k-  
V1,/qd_  
应用示例详细内容 7#W]
Qj  
m)LI| v  
仿真&结果 ZJenwo  
YQ.ci4.f  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Zk/ejhy0  
F+GX{e7E\  
 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)。 vcsSi%M\U  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Bz <I7h  
 为优化计算加入一个旋转平面 VdGVEDwz  
ya{`gjIlW  
L N Fe7<y  
; o Y|~  
2. 参数：双凸球面透镜 U[|5:qWs
 
<R+?>kz6  
kz1#"8Zd!  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 "\O7_od-  
 由于对称形状，前后焦距一致。 o[}Dj6e\t  
 参数是对应波长532nm。 Jfk
#E^1  
 透镜材料N-BK7。 @0s' (  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 934j5D  
lVQE}gd%m  
j}tM0U
g.U  
IG# wY  
hRRxOr#*
$  
cc*?4C/t  
3. 结果：双凸球面透镜 7K "1^  
Lui6;NY  
UWEegFq*
 
 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。 AT+l%%  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 iLIb-d?!a&  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ]hS<"=oj  
 Igmg&  
!yPy@eP~  
AWi>(wk<  
 ;}?ZH4.S  
4. 参数：优化球面透镜 `kxC# &HO  
MH#"dGGu  
A_\Jb}J1<  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 05k'TqT{c  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 >\^oCbqF}~  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 b@&uwSv  
 透镜材料同样为N-BK7。 'G~i;o 2  
zn 0y`9!n?  
@2L^?*n=  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ]W$G!(3A  
t6\H  
T0")Ryu  
0?8>{!I  
5. 结果：优化的球面透镜 6WQN!H8+^  
W{.:Cf9  
)I3E  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 k kAg17 ^  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 fo+s+Q|Y  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 b9vudr  
&"JC
8  
S+~;PmN9qL  
G-2~$ u  
6. 参数：非球面透镜 eu"m0Q  
i_Q1\_m!  
U`=r.>  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 )K@D4sl  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。
K"XwSZ/  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 gEsD7]o(=  
BHAFO E  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9ybR+dGm+  
6]%=q)oL[  
hWbu

Z%  
:t!J 9  
^i#0aq2}  
7. 结果：非球面透镜 #K:iB*  
jd ;)8^7K  
SF*mY=1  
 生成期望的高帽光束形状。 [[^r;XKQ  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 hNZ_= <D!  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 9&=%shOc+x  
g]HWaFjc5  
USN'-Ah  
jZqa+nG51  
q`{@@[/(y  
8. 总结 XchD3p+uB  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 8A]8yX =  
GY-4w@Wl  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。  dnC"`  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 #e-7LmO~  
&$CyT6mb^  
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。 9NVtvBA  
89D`!`Ah]  
扩展阅读 !gLJBp  
Q+K]:c  
扩展阅读 hlV(jz  
 开始视频 KYB3n85 1  
-     光路图介绍 B&X)bGx8  
 该应用示例相关文件： 2& Hl wpx  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 xC _3&.  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 [= E=H*j  
;WN%tI)  
M<Z#4Gg#4  
QQ：2987619807 uv$5MwKU