[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) XS(Q)\"  
应用示例简述 {O!B8a   
1. 系统细节 !BjJ5m  
 光源 gl~9|$ivj>  
— 高斯激光束 |/%X8\  
 组件 zXW)v/ ZD  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 `D? &)Y  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 gX~lYdA  
 探测器 {Rz(0oD\  
— 视觉感知的仿真 EX/{W$ &K  
— 高帽，转换效率，信噪比 &9ERlZ(A  
 建模/设计 {%D4%X<  
— 场追迹： G.:QA}FE'  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 aeE~[m  
ew&"n2r  
2. 系统说明 7n[0)XR>  
,: Ij@u>)  
T2}X~A  
^4C djMF-E  
3. 建模&设计结果 >{{0odBF  
UE-1p  
不同真实傅里叶透镜的结果： W+i&!'  
R9-Uoc/  
#'5{ ?Cb  
b"y4-KV  
4. 总结 {XH3zMk[  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 6f^IAa|  
t+#vcg,G  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 98*C/=^TH{  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 "..I$R  
v+~O\v5Q  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Eih6?Lpu  
<C_FRpR<f  
应用示例详细内容 bAEwjZ  
m>f8RBp]'  
系统参数 o|APsQE  
g f<vQb|  
1. 该应用实例的内容 ~Kt2g\BSok  
#'97
mg  
ZU;nXqjc  
[$@EQ]tt/  
GO3KKuQ=  
2. 仿真任务 $lg{J$ h8  
qb$M.-\ne  
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。 h\4enu9[RL  
T%yGSk  
3. 参数：准直输入光源 fW$1f5g"  
yeLd,M/I  
EUbyQL  
mZ g'  
4. 参数：SLM透射函数 Yo\%53w/  
-d[Gy- J  
=vsvx{o?  
5. 由理想系统到实际系统 _FCg5F2U  

oK3PA  
!$p E=~1C  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 kBtzJ#j
B  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 8{)N%r  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 sj&1I.@,>  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 n2Y a'YF  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 W^i[7 r  
|Y30B,=M  
/}k?Tg/  
h7PIF*7m e  
.ZupsS9l  
应用示例详细内容 +&.39q!  
KB$Y8[  
仿真&结果 tlg
g~MViS  
0GQKM~|H  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Pu(kCH{  
S<g~VK!Tt  
 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)。 Y?%=6S  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 bp'\nso/  
 为优化计算加入一个旋转平面 k/i&e~! \  
>6|Xvtf  
@=K*gbq
5  
@DKph!cr  
2. 参数：双凸球面透镜 (d['f]S+&  
!.7m4mKzo  
Jm 1n|f  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 TVK*l*  
 由于对称形状，前后焦距一致。 A27!I+M  
 参数是对应波长532nm。 ->W rB
O  
 透镜材料N-BK7。 "Mh}n-oju  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 1cV0TUrz  
b@B\2BT  
d!y_N&z|(  
=<Ss&p>  
K<v:RbU|[1  
k)agbx  
3. 结果：双凸球面透镜 pwl7aC+6d  
WL;2&S/{@  
L(}/W~En  
 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。 cK75Chsu  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 PQ"v  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 o`nJJ:Cxq-  
Z& bIjp  
:`S\p[5  
Hi&bNM>?O  
=/19 -Y:  
4. 参数：优化球面透镜 e09QaY  

q)
N^  
+<)H2  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 7TA&u'  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 mzcxq:uZ5  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 #yOeL3|b'  
 透镜材料同样为N-BK7。 G5UNW<P2C  
{<Xl57w-Q  
P%ZU+ET  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 RggO|s+0;  
Zig3WiD&  
/KhY,G'Z  
v>5TTL~
?  
5. 结果：优化的球面透镜 !X1 KOG  
Lt{&v^y  
CL5t6D9Qi  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 5G=fJAG  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 9w-;d=(Q  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 c22L]Sxo  
E :UJ"6  
LHs^Xo18  
|^O3~!JP(>  
6. 参数：非球面透镜 hYVy65Ea  
zI_pP?4;.q  
MaP-   
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 3
#idXc  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 jtPHk*>^wu  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 rrl{3
?  
@Z89cTO  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9)'wgI#  
4qyPjAG  
C`\yc_b9Pf  
2Iq*7n:v0  
6}:(m#+  
7. 结果：非球面透镜 ki]i[cdk  
WISeP\:^  
C{YTHNn  
 生成期望的高帽光束形状。 S>R40T=e  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 \ZC0bHsA  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 $ 3R5p  
6g"qwWZp  
2l+t-  
?d)FYB  
PBAQ KQ  
8. 总结 `Wu.wx  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 8%;]]{(B  
NZuylQ)0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 wAr
zMt}[  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 /[|A(,N}{  
/%P,y+<}iG  
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。 OmaG|2u  
mnM$#%q;%  
扩展阅读 p:Zhg{sF  
Bacmrf  
扩展阅读 B`|H}KU  
 开始视频 jo"zdb  
-     光路图介绍 03 ;L  
 该应用示例相关文件： }Q_ }c9?  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 {Yv5Z.L&(  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 O_Z   
Sp@{5  
'l._00yu  
QQ：2987619807 9<"l!noy