[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) d7,ZpHt  
应用示例简述 eXs^YPi  
1. 系统细节 j?c"BF.  
 光源 .\Z/j  
— 高斯激光束 MH wj
J  
 组件 PhUG}94  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 TRLz>mQ  
— 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 'gBGZ?^N!U  
 探测器 g=ehAg
 
— 视觉感知的仿真 m-xnbTcQ  
— 高帽，转换效率，信噪比 RSv?imi=  
 建模/设计 sxG8jD  
— 场追迹： uUhqj.::<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。 \,n|V3#G  
/z=xEnU#  
2. 系统说明  w^Mj[v#  
Gy;>.:n  
W;Pd
bf"  
egXHp<bqw  
3. 建模&设计结果 ~mSW.jy}=-  
kjj4%0"  
不同真实傅里叶透镜的结果： st_.~m!/  
=D>,s)}o3;  
Gt4/ax:A@  
x]6-r`O7r  
4. 总结 UO1WtQyu,H  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %>];F~z  
~nP~6Q'wSH  
 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?>C$_p C  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 a-\M)}T  
lmGVSdo   
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。 xM+_rU M|h  
mp'Z.4  
应用示例详细内容 (^{tu89ab  
B|f =hlY  
系统参数 4Eri]
O Ri  
Za110oF  
1. 该应用实例的内容 C{*' p+f  
$q$G  
VYR<x QA  
'9ki~jtf=  
i?3~Gog  
2. 仿真任务 VxP cC+  
K]{x0A  
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。 +GYO<N7  
IgmCZ?l&0  
3. 参数：准直输入光源 iJ&jg`"=F  
B,5kG{2!  
{`ghX%M(l  
4\_~B{kzZ  
4. 参数：SLM透射函数 {}n]\zO %  
f0|wN\  
+QW|8b  
5. 由理想系统到实际系统 R/WbcQ)  
ke)}JU^"  
{i^F4A@=Z  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 "*bP @W  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 3a\De(;  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 \[J\I  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Dq~\U&U\$  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 sd5)We  
W]W[oTJ5  
+:_;K_h  
^$AJV%3wI  
rJM/.;Ag  
应用示例详细内容 W%wc@.P  
vf@toYc[E  
仿真&结果 "?M)2,:A  
Y6E0-bL@Fe  
1. VirtualLab中SLM的仿真 V<i_YLYmJe  
]:r(U5 #  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 wVmQE  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 @$|8zPs  
 为优化计算加入一个旋转平面 q&kG>  

0t?g!  
0aqq*e'c  
o}=c(u  
2. 参数：双凸球面透镜 B;^1W{%J  
bIXD(5y
 
]p@q.P  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 6W/uoH=;  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ;r BbLM`  
 参数是对应波长532nm。 ELZ@0,  
 透镜材料N-BK7。 _oE 7<  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 FvXpqlp  
tPb<*{eG  
(XNd]G  
B.4Or]  
o&)v{q  
N5b^  
3. 结果：双凸球面透镜 8xt8kf*k  
GQ0(
lS  
^8=e8O  
 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。 @;X#/dZe  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 0C4Os p  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 i.0d>G><@  
:0kKw=p1R  
%RIlu[J  
w$0*5n>)  
6t{G{ ]  
4. 参数：优化球面透镜 p+;;01Z+_  
5^Ny6t  
*>k6n5%  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ZmvtUma  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Ie}7#>S  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 qGi\*sc>x  
 透镜材料同样为N-BK7。 pQoZDD@B$  
c1xX)cF  
(_R!:H(]m  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 cv_t2m
 
xD9ZL  
/jSb^1\  
J4Ca0Ag  
5. 结果：优化的球面透镜 }_D{|!!!T  
N}Or+:"O:q  
P6)d#M  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 \Rw^&;\1  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 k)zBw(wr  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `_x#`%!#2  
b_)SMAsO7  
8l<~zIoO  
75iudki  
6. 参数：非球面透镜 p.5 *`, )  
S[CWrPaDQ  
OKA6S*  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 L+Gi  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ZU`HaL$  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 4{h^O@*g  
cqp^**s  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 rIX 40,`  
4'.]-u  
jX,A.  
MfraTUxIo/  
1pqYB]*u_  
7. 结果：非球面透镜 GuF-HP}xM  
b/4gs62{k  
bd3>IWihp  
 生成期望的高帽光束形状。 `FK qVd  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 z=4E#y`?U  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 W+.?J 60  
GYonb)F  
<)+;Bg  
{"0n^
!  
OA7=kH@3c  
8. 总结 2|`~3B)#  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]0pI6"  
qz 29f  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 akQb%Wq  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 n&8N`!^o  
xRF_'|e  
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。  c70B  
E8o9ufj3  
扩展阅读 &A^2hPe}  
xG(:O@  
扩展阅读 K,*IfHi6[  
 开始视频 FYK}AR<=  
-     光路图介绍 &<hk&B  
 该应用示例相关文件： :0Fwaw9PH"  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 aX~' gq>  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 7VJf~\%1j  
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5hB2:$C  
QQ：2987619807 ~'):1}KN]