[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) Th_Q owk  
应用示例简述 (K<Z=a  
1. 系统细节 TS/Cp{  
 光源 3.B4(9:>,  
— 高斯激光束 SHytyd  
 组件 'n>EEQyp'  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 #"|"cYi,  
— 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 omNpE_  
 探测器 >7"$}5d  
— 视觉感知的仿真 keqr%:E8  
— 高帽，转换效率，信噪比 {(_B  
 建模/设计 &3jBE--  
— 场追迹： poTl|y @  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 9e0C3+)CY  
/A0 [_  
2. 系统说明 IkiQOk  

<>SR4  
sg+ZQDF{x  
j l}!T[5  
3. 建模&设计结果 G`9cd\^  
+SAk:3.#CV  
不同真实傅里叶透镜的结果： &b5T
&-C<  
Y]hV-_2+Do  
FLVbkW-G.  
s*aH`M7^0  
4. 总结 lb-S0plw  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 20$F$YYuk  
sM#!Xl;  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 w
906aV*s  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 J'I1,5(  
j2< !z;2  
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。 cxAViWsf  
(y-x01H  
应用示例详细内容 cWgbd^J  
"PZYgl  
系统参数 #;wkr))  
z0\;m{TH  
1. 该应用实例的内容 k&MlQ2'!<  
oq=?i%'>  
P%.`c?olbs  
%'RI3gy  
A2}Z *U(;  
2. 仿真任务 #H'sZv  
= 4
BLc  
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。 t-.2+6"\  
 R4&|t  
3. 参数：准直输入光源 9 Q0#We*  
~AEqfIx*^&  
4w;rl(s  
S^3g]5YX  
4. 参数：SLM透射函数 }2-[Ki yv  
&:;/]cwj  
[z W_%O kP  
5. 由理想系统到实际系统 ^U-vD[O8  
+O;OSZ  
LFk5rv'sM0  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 bs<WH`P  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 C ffTv  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 2(+RIu0d  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 g`%ED0aR  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 O\|C,Epm  
N+Q(V*:3v  
.Ws iOJU  
I}*]m%'-Y  
kGB#2J  
应用示例详细内容 ""25ay  
K$Mx}m7l  
仿真&结果 L#t-KLJ  

4 +da  
1. VirtualLab中SLM的仿真 a}5vY  
DiZ!c"$  
 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)。 M3ecIVm8(  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。
J]n7| L  
 为优化计算加入一个旋转平面 [JX}1%NA  
yDCooX0  
{u(}ED#p  
JL" 3#p}  
2. 参数：双凸球面透镜 /7UovKKbz  
"sX[p  
G/LXUhuif  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 902!M65[rG  
 由于对称形状，前后焦距一致。 9J-!o]f .b  
 参数是对应波长532nm。 !7O=<  
 透镜材料N-BK7。 NPB,q& Th  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 p%1xj2 ?nN  
sx;V,"Y  
'T&=$9g7  
6T{o3wc;  
*sc0,'0  
k$UzBxR  
3. 结果：双凸球面透镜 [#STR=_f  
H 'WFORso[  
W(u6J#2  
 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。 Rk437vQD,  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 oP|pOs\$p  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 eB(S+p?  
(!XYH@Mz<w  
<tu[cA>  
94qHY1rp  
p5twL  
4. 参数：优化球面透镜 ;EE&~&*w  
 H3/Y  
K-"HcH
uF  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ^ RcIE (  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ,<^tsCI  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 <WHs  
 透镜材料同样为N-BK7。 S2At$47v  
V:0uy>  
H/^TXqQ8  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 rr07\;  
.qb_/#Bas  
0?5%  

TY54e T  
5. 结果：优化的球面透镜 _ RT"1"r  
'sjJSc  
{P<BJ52=  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 764}yV>  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 @T,H.#bL  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 |;Se$AdT#  
l_YdIUl  
cvs"WX3  
.Kh(F6 s  
6. 参数：非球面透镜 H(%] Os  
}VGI Y>v  
'^-4{Y^2E  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 x^='pEt{  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ~*cY& 9  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 *OGXu07 !  
T^(n+lv  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 y_7XYT!w  
d_WnK{  
}^GV(]K  
7QOC]:r  
P^_d$  
7. 结果：非球面透镜 xXY)KI N[  
Q,,fDBN  
RZ
/+K=  
 生成期望的高帽光束形状。
wsb=[$C  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 X_tW#`  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 >;'1k'  
`~aLSpB65  
Ti@P4:q  
G5QgnxwP2  
C_^R_  
8. 总结 `i>B|g-  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {^$"/hj  
c@o/Cv  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;aRWJG  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 vu.S>2Wv  
]N(zom_0d  
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。 ">D(+ xr!)  
aIt 0;D  
扩展阅读 ,f/IG.  
<>*''^  
扩展阅读 1:{O RX[;  
 开始视频 Uhx2 _  
-     光路图介绍 JmJ,~_  
 该应用示例相关文件： (krG0S:0Q  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 #:\+7mCF  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 H;7H6fyZ  
#u=O 5%.  
CQuvbAo  
QQ：2987619807 -_4jJxh=OB