[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) >j_,3{eJ  
应用示例简述 BRFA%FZ,  
1. 系统细节 XQ%*U=)s  
 光源 ^zO%O653  
— 高斯激光束 t!AHTtI  
 组件 PDzVXLpC  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统  g  O,X  
— 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 \zR{D}aS  
 探测器 6#K1LY5}  
— 视觉感知的仿真 ke
2'?,f  
— 高帽，转换效率，信噪比 ePa1 @
dI  
 建模/设计 (p-a;.Tw
j  
— 场追迹： uf^"Y3  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 t+W+f  
8 POrD8B  
2. 系统说明 yfnqu4Cn  
wH
3FCfvm  
BPIp3i  
959&I0=g"  
3. 建模&设计结果 0:@:cz=#*  
P'KaWu9z  
不同真实傅里叶透镜的结果： b-@6w(j  
NELQo#kjZ  
\3hhM}6)DM  
`QC{}Oo^  
4. 总结 5qGRz"\p~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 a9(1 6k  
c1'OIK C  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Y]0
oF_ :7  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 S92'\2  
dMp7 ,{FhF  
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。 u7UqN  
!O-q13\Y  
应用示例详细内容 A5Qzj]{ba  
&G@(f=  
系统参数 :G?"BL5vP  
$Ud-aRlD  
1. 该应用实例的内容 $h`?l$jC(@  
G9<pYt{:  
.[? E1we  
Vrf2%$g  
vHZw{'5y  
2. 仿真任务 5][Rvu0  
^VR1whCrx  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 :=+s^K  
gEcVQPD@  
3. 参数：准直输入光源 i%GjtYjS  
2fT't"gw  
U SXz  
?"$W=*P\o  
4. 参数：SLM透射函数 ?C(Z\"IX  
v(3nBZHv_!  
`o8b\p\zn  
5. 由理想系统到实际系统 kzZtKN9Az  
h `d(?1  
!u.{<51b  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Hv>A$x$q  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 hV;Tm7I2  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 "!i7U2M'  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 B!K{y>|.  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 mDC{c ?  
>G92k76G  
c>{6NSS -  
_-H uO/  
!T@>Ld:  
应用示例详细内容 *r!1K!c  
e,>L&9] ZI  
仿真&结果 l7Y^C1hM
 
^2[0cne  
1. VirtualLab中SLM的仿真 XtRfzqg?K  
w:I^iI.  
 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)。 Ih!UL:Ckh  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 CsS0(n(x  
 为优化计算加入一个旋转平面 XL_X0(AKf  
_|D8~\y  
&ME[H  
ZalG/PFy  
2. 参数：双凸球面透镜 k[R/RhHQ,  
dt{|bQLu3  
fw ._  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 cpz}!D  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ;XSRG*3j~4  
 参数是对应波长532nm。 "?Wwcd\  
 透镜材料N-BK7。 cBb!7?6(  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 2GLq#")P  
yc8FEn!)&  
)I9AF,K  
@g(N!n~  
Mcj4GjV6:"  
I! {AWfp0  
3. 结果：双凸球面透镜 MI0'ou8l  
$]:I1I  
T/p}Us  
 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。 `0uKJFg  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 aCcBmc  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 .*:SZ3v  
"Y}f"X|  
X?z5IL;rt  

l %=yT6  
9~I\WjB "  
4. 参数：优化球面透镜 Ij(S"P@  
-20o%t  
I7r{&X) D  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 "B*a| 'n!  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 n9]^v-]K  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 AT}}RE@vq  
 透镜材料同样为N-BK7。 TDBWYppM  
k:4 Zc3  
MB"uJUk  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 fs&J%ku\  
Gg|'T}0X  
J0a]Wz%  
cR}}NF  
5. 结果：优化的球面透镜 p18-yt; 1  
Qh%/{6(u  
7Gnslp?[U  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 9vWKyzMi  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 !;{@O`j?b  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 5u T 9ssC  
m(q6Xe:Vc  
\NhCu$'  
[&|Le;h  
6. 参数：非球面透镜 BF<7.<,  
/*`BGNkYY  
>aW|W!.  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 0aQtJ0e16  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 F')T:;,s  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7{RI`Er`  
tPPnW  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +P/"bwv0  
<*0MD6$5  
`~UCWK  
I+D`\OSL  
DBAJkBs  
7. 结果：非球面透镜 IJ!]1fXy+  
&JAQ:([:  
`]\4yTd  
 生成期望的高帽光束形状。 ~'dnrhdme  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 E"!9WF(2t5  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 BnvUPDT&  
Jme}{!3m  
+cvz  

{k1s@KXtd  
B, xrZs  
8. 总结 0!9vGs  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 jec03wH_0  
"8ILV`[  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 , M/-lW  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {*~aVw {k  
 4D"IAI  
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。 _t6siB_u  
8V_ ]}W  
扩展阅读 ZB:Fjq  
-kZz,pNQ,  
扩展阅读 ABNsi$]r0  
 开始视频 CEc& G  
-     光路图介绍 Xx:0Nt]  
 该应用示例相关文件： `=uCp^+v  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 W0tBF&E"  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 MFX&+c  
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QQ：2987619807 fbB(WE+