[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) 8%#pv
}  
应用示例简述  K>S:Z  
1. 系统细节 |N%#;7  
 光源 i=aK ?^+  
— 高斯激光束 bd[%=5  
 组件 iVAAGZ>am  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 344E4F"ph  
— 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 zOsk'ZE&  
 探测器 j=y{ey7Fd  
— 视觉感知的仿真 ;^9y#muk  
— 高帽，转换效率，信噪比 u~\l~v^mj  
 建模/设计 3Ued>8Gv  
— 场追迹： &KPJB"0L  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 L2`a| T=  
_n=,H  
2. 系统说明 j5~nLo2  
2Wp)CI<\D  
%Qy9X+N:  
[
a!*m<  
3. 建模&设计结果 < +X,oxg  
=VvQ2Y0h8  
不同真实傅里叶透镜的结果： `ZZq Sc4  
![3l K  
TM<;Nj[*n  
|Wz`#<t  
4. 总结 Q@5v> `  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 a1 .+L  
94b* !Z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 c!Wj^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !bQqzny$R  
6:3F,!J!  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 =L9;8THY  
Y2>0Y3yM  
应用示例详细内容 Ot
([5/K  
;|AyP  
系统参数 C[s='v~}  
D9;s%  
1. 该应用实例的内容 st-I7K\v  
M$MFUGS'  
Yu_` >so  
<0!)}O  
ZP;WXB`  
2. 仿真任务 q^^&nz<A  
Dx>~^ ^<  
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。 w .+B h  
4">
C0m;ks  
3. 参数：准直输入光源 #5=!ew  
dO|n[/qL0  
W}rLHAaDh  
Wk
-jaz  
4. 参数：SLM透射函数 t:yJ~En]=  
h[}e5A]}  
l$J2|\M6  
5. 由理想系统到实际系统 {LoNp0i1a  
$0P7^4)w:  
#!R=h|  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 2R>!Wj'G+o  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 L2{b~`UvP  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 vd#BT$d?  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Xn*>qm  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 IXof-I%8  

[s&0O<Wv  
uL9O_a;!  
`&5_~4T7  
C[Nh>V7=  
应用示例详细内容 Fd1jElt  

MKZq*  
仿真&结果 :BpXi|n;  
3"p'WZ>  
1. VirtualLab中SLM的仿真 NNn sq@?6  
*rv7#!].  
 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)。 !X ={a{<,T  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 t2RL|$>F1  
 为优化计算加入一个旋转平面 7Kn}KO!Y8  
L#Rj~&U  
prO
~g  
"s.s(TR8  
2. 参数：双凸球面透镜 b3l~wp6>  
a}5/?/  
~R C\  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 `*w!S8}m;  
 由于对称形状，前后焦距一致。 _l{_n2D-  
 参数是对应波长532nm。 O2N~&<^  
 透镜材料N-BK7。 d0}P  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 2"8qtG`Et  
-E>LB\[t)  
@ *n oma  
;>r E+k%_  
E?cf#;2h8m  
'QQa :3<x  
3. 结果：双凸球面透镜 J{e`P;ND  
^C70b)68  
=H/
5  
 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。 *:8,w?Nt  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 IyoitIbLl  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Z:.*fs5  
y!/:1BHlm  
Q+; N(\  
&2,^CG  
>\'gIIs  
4. 参数：优化球面透镜 A&L2&ofV&q  
+XpQ9Cd  
 7;$[s6$  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 y_{fc$_&  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 &Rt^G  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 (gjCm0#_%  
 透镜材料同样为N-BK7。 LjPpnjU  
r;SOAucX  
'.IR|~Y  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 FC#t}4as  
Oz-@e%8L  
Nc:0opPM  
qv)%)n  
5. 结果：优化的球面透镜 b{a\j
%  
5~{s-Ms  
wPl9%  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 A O3MlK9t  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 $aDk
Zj  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 PYr'1D'  
j6#Vwcr  
~=gpn|@b  
5q _n6
9b  
6. 参数：非球面透镜 l09SWug  
{;+9A}e  
#BwOWra  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 +%?\#EQJ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 s7s@!~  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 u+qj_Ej  
X.[8L^ldh  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 T4h&ly5 f  
%,f(jQfg_  
%nhE588xf  
StU9r0`  
]:.9:RmEV  
7. 结果：非球面透镜 Vw+RRi(  
)}1S `*J/O  
V?-SvQIk1  
 生成期望的高帽光束形状。 PE<(eIr  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 `c?8i  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ^b6yN\,S  

S)x5.vo^  
{~EPP .  
`gz/?q  
V=)' CCi{  
8. 总结 TnJJ& "~3b  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2q ~y\fe  
k
;Ask#rs  
 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?QX'fia  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [U_  
VF:95F;@  
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。 PGhYkj2  
3 uJ?;  
扩展阅读 l09DH+  
W~Q;R:y  
扩展阅读 S@cKo&^  
 开始视频 g[(Eh?]Sc  
-     光路图介绍 0,j!*  
 该应用示例相关文件： 3
0{WGc@l#  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 U 
U@  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 p{[(4}ql  
Z4369  
MY l9 &8  
QQ：2987619807 e#(X++G