[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) Kw;gQk~R!  
应用示例简述 2[3t7C  
1. 系统细节 2cQ~$  
 光源 M&hNkJK*G  
— 高斯激光束 0M&n3s{5I  
 组件 $V`1<>4  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 VVAcbAGJ  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 aXqig&:  
 探测器 RD)Vb$.B:  
— 视觉感知的仿真 <'$>&^!^  
— 高帽，转换效率，信噪比 '"\n,3h  
 建模/设计 b\H&E{Gn|x  
— 场追迹：
XC~"T6F  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 -N^Ah_9ek  
+aEm]=3  
2. 系统说明 W/,:-R&'>  
k)Lhzr[  
0\Jeyb2dl  
kO*\JaD  
3. 建模&设计结果 LXxQI(RO  
)V>OND  
不同真实傅里叶透镜的结果： Gvdok<o  
\db=]L=|  
SE'|||B  
9'sZi}rT  
4. 总结 wGT>Xh!  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ReM]I<WuY  
Kn1;=k  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 f&^"[S"\f  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ({C[RsY=6  
?yjg\S?L  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 G;vj3#u?  
nXhP ME  
应用示例详细内容 U _A'/p^D  
1Dhe! n#  
系统参数 xFThs,w  
z a_0-G%C2  
1. 该应用实例的内容 KFO K%vbM  
zb4@U=?w}  
`W+-0F@Y?@  
~/JS_>e#6P  
Wp:vz']V  
2. 仿真任务 d`flYNg4  
.xT{Rz  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 6la'\l#  
yFmy  
3. 参数：准直输入光源 J %A=  
)7+z/y+[n  
eXnSH$uI  
5RWqHPw+  
4. 参数：SLM透射函数 iZ}c[hC'3`  
3o>JJJ=]  
m='}t \=  
5. 由理想系统到实际系统  *BM#fe  
`<v$+mG  
g)$KN,gGuO  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 k\SqDmv  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 rA?<\*  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 x;bA\b  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 pT~3< ,  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 =$y J66e  
Vrlqje_Q  
F|m &n&  
rf@4
7H  
w{L9-o3A  
应用示例详细内容 McS]aJfrk  
D{\o*\TN  
仿真&结果 C%E~9_w  
 *$DD+]2  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Hu6Qr  
XM
Z$AeF@  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 pnp8`\cIH  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 jwLZC  
 为优化计算加入一个旋转平面 a;IOL  
FMF mn|  
lo6upirZX  
Rsq EAdZw[  
2. 参数：双凸球面透镜 LQ%QFfC  
9__Q-J  
IOC$jab@  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 PbS1`8|4  
 由于对称形状，前后焦距一致。 .XeZjoJ$z  
 参数是对应波长532nm。 acUyz2x  
 透镜材料N-BK7。 {2Tu_2>  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ,ZY\})`p  
L..  
n<FUaR>q}  
b~*iL!<  
)OFN
0'  
h
~qvd--p0  
3. 结果：双凸球面透镜 kxEq_FX  
[9 :9<#?o^  
"O$WfpKX  
 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。 "'Gq4<&y  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Ce}m$k  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 a[j]f
v*6  
Fz<1xyc(  
}Ptv[{q]GE  
$>_`
.*I/  
Y?K?*`Pkc1  
4. 参数：优化球面透镜 8tj
WVo  
_D{FQRU<YD  
Hl(W'>*oL  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 gG.+3=  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 0(u}z  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 !UPB4I  
 透镜材料同样为N-BK7。 k^;/@:  
u^]Gc p  
vNd
X  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =Xid"$  
9+<A7PM1
T  
Df2$2VU  
P<[) qq@;  
5. 结果：优化的球面透镜 jJvd!,=)  
@QnKaZ8jW  
v;?W|kJ.u  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 `\ IaeMvo  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 7tJ#0to  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 =I&BO[d  
"mU2^4q  
+G!# /u1  
g co;8e_  
6. 参数：非球面透镜 -R];tpddR5  
0%HAa|L,,  
#a|r ^%D  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 'ju_l)(R  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Unt]=S3u  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 |7Z}#eP//  
h?4EVOx+  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9Ou}8a?m"  
&F[N$6:v  
9X#]Lg?b  
h;#^?v!+  
}9z$72;Qdq  
7. 结果：非球面透镜 7rGp^  
4wEkxCWp/  
2t?>0)*m  
 生成期望的高帽光束形状。 Ag(JSVY  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ;<0~^,Xm  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 *N{k#d/  
cL#zE  
$6r> Tc](  
YReI|{O$c  
) R5[aO  
8. 总结 ^K~=2^sh  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 , :KJ({wM  
1Zo3
K<*J  
 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\{hN  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0f3>s>`M  
3aU4Z|f~  
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。 0R]'HA>  
y6G6wk;  
扩展阅读 c5KciTD^  
,]9p&xu  
扩展阅读 23bTCp.d  
 开始视频 fv* $=m  
-     光路图介绍 ].QzOV'  
 该应用示例相关文件： Lke!VS!P&  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 @K#}nKN'  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 JV!F<  
l[WX77bp=  

L1@<7?@X  
QQ：2987619807 G/(tgQ