[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) +%v4Ci"%y  
应用示例简述 &KWh5S@w  
1. 系统细节 ! +7ve[z  
 光源 pE N`&'4  
— 高斯激光束 7F\g3^z9`  
 组件 n0q(EQy1U  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 b87o6"j  
— 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 YeJdkt  
 探测器 + aFjtb  
— 视觉感知的仿真 'C<=bUM  
— 高帽，转换效率，信噪比 ' M!_k+e  
 建模/设计 >2/zL.O  
— 场追迹： d+'+z %s%  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 qFk(UazN  
5hMiCod  
2. 系统说明 [&:oS35O  
CjGI}t  
{5h_$a!TaU  
i1C'  
3. 建模&设计结果 +6*I9R  
?}>tfDu'  
不同真实傅里叶透镜的结果： sJWwkR  
/xzL!~g`6<  
aXagiz\;  
e|P60cd /  
4. 总结 PdZSXP4;k  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 </QSMs  
we9AB_y  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 zqkmsFH{  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 MNzq}(p  
:.,I4>b2  
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。 j3><J  
y8@!2O4  
应用示例详细内容 @[Th{HTc.G  
mfvQ]tz_+  
系统参数 AXCJFqk;  
Z"jo xZ  
1. 该应用实例的内容 rgCId@R  
'e@}N)IX  
W=*\4B]  
X)~-MY*p  
7^F?key?  
2. 仿真任务 j
X%Q  
OsXQWSkj~  
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。 tdm /U  
EA\~m*k  
3. 参数：准直输入光源 w'!gLta  
fu/c)D6u*m  
P_gQ-pF.  
-]e@cevy  
4. 参数：SLM透射函数 &}r932  
y[cAU:P?  
"'Q:%_;  
5. 由理想系统到实际系统 f
OJyY[  
z!%}0  
$f+
9svq  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。
v:chr$>j5  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 - M]C-$  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ;3!TOY"j;e  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 H4N==o  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 PJLA^eC7>  
c
1`o3gb  
aF:I]]TfK~  
< 5ow81  
}Y[.h=X  
应用示例详细内容 z)26Ahm TV  
Ii)TCSt9U?  
仿真&结果 =k'dbcfO$9  
(.c?)_G,  
1. VirtualLab中SLM的仿真 pr2d}~q4{  
EQ28pAZ  
 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)。 46vz=# ,6L  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 =<g\B?s]  
 为优化计算加入一个旋转平面 0V^?~ex  

oDC3AK&  
L{42?d  
Na=q(OKN  
2. 参数：双凸球面透镜 U+K_eEI0_I  
. &e,8  
NM4 n  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 dCHU* 7DS  
 由于对称形状，前后焦距一致。 u!Z&c7kPI  
 参数是对应波长532nm。 h41v}5!-  
 透镜材料N-BK7。 0<Y)yNsV  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 *}?^)z7w  
csC3Wm{v  
qRU8uu  
=$m|M m[a  
|$D^LY  
S4Rv6{r:  
3. 结果：双凸球面透镜 cv^^NgQ  
?.T=(-  
AIE)q]'Q  
 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。 A81kb  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 X\h]N  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ,xGlWH wrY  
DzYno-]A]  

"8-]6p3u  
9 Hm!B )Y  
TPkm~>zD.  
4. 参数：优化球面透镜 ;a68>5Lm*  
s?=J#WV1y  
k\EMO\je  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 i$
Zhk1  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 7_JK2  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 X}^,g  
 透镜材料同样为N-BK7。 0s4%22  
2LgRgY{Bl  
r+) A)a,  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 d=x
weU<  
E;h#3 B9  
%N!Y}$y  
=Y89X6  
5. 结果：优化的球面透镜 )9Jt55
0(  
50CU|  
r|&qXb x  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 0BD3~Lv  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 )2\6Fy0S  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 gllXJM^ -  
JeiW z1t  
B=9|g1e  
[/#;u*n  
6. 参数：非球面透镜 w
KwireOs  
YncY_Hu  
lGs fs(  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 8TuOf(qE  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 #.) qQ8*(  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 x3)qK6,\  
u+S
*D\p<`  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f4uK_{  
]` 3;8,  
O"Ar3>  
Q~uj:A]n<  
514;!Q4K  
7. 结果：非球面透镜 W<kJ%42^j  
KO:o GUR  
U{HJNftdpm  
 生成期望的高帽光束形状。 #VD[\#  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 H+-9R  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 7Sr7a{  
C7,Ol0`v  
n;4`IK|  
AOeptv^k3}  

wz;IKdk[  
8. 总结 'kPShZS$b  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 h@l5MH=|%  
l9#vr  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;Cm%<vW4!  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6f0 WN  
*YYm;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。 sJ!AI n<  
-cEjB%Neo  
扩展阅读 2,'m]`;GNr  
N}Z"$4  
扩展阅读 l[.RnM[v  
 开始视频 03[(dRK>=  
-     光路图介绍 t<x0?vfD  
 该应用示例相关文件： HBeOK  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 umK~K!i  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 <SOC  
b4i=eI8  
DTPYCG&%  
QQ：2987619807 #%Uk}5;-