[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) &5fM8Opkd  
应用示例简述 ;U6
z|O7L  
1. 系统细节 a~b^`ykcWP  
 光源 KF' $D:\  
— 高斯激光束 T\g%.  
 组件 Xne{:!btw  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 _KSYt32N  
— 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 S<Zb>9pl  
 探测器 k(>hboR5n  
— 视觉感知的仿真 `@MY}/ o.  
— 高帽，转换效率，信噪比 vas   
 建模/设计 4%#C _pE9  
— 场追迹： ^+CTv  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 PxENLQ3a=  
a=LjFpv/]  
2. 系统说明 W(N@`^  
!|P>%bi
 
sWp]Zy  
q5il9*)d(  
3. 建模&设计结果 m7z6c"?lB  
9o7E/wP  
不同真实傅里叶透镜的结果： #S+GI!  
`$|!h-"  
MH{$"^K  
SOo/~giz|  
4. 总结 !Kv.v7'N/k  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 n,eO6X 4  
]kC/b^~+m  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 't3/< h<  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ql-RbM  
D0(QZrVa  
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。 x|/zn<\^  
.Y.\D\>
~  
应用示例详细内容 Jt6~L5[_s  
W2Y%PD9a  
系统参数 #7OUqp
 
M%H<F3  
1. 该应用实例的内容 6yZf
V7I  
%H\i}}PTe  
qv<[f=X9|  
X^4HYm  
0tVZvXgTu  
2. 仿真任务 A@^e4\  
BR5r
K  
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。 F-%wOn /  
=>".  
3. 参数：准直输入光源 y~_wr}.CS
 
Y2i:ZP  
xcO Si>  
Y>z~0$  
4. 参数：SLM透射函数 X)iQ){21V  
3P C'P2  
A$G>D3  
5. 由理想系统到实际系统 ffo{4er  
E.kGBA;a?  
TqK`X#Zq  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 O)|{B>2r  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 +5(
#~  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 xcfEL_'o  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 L{xCsJ3d  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 [>xwwm  
?.#?h>MS{s  
]dB6--  
qX[a\HQa  
>x0"gh  
应用示例详细内容 -AcLh0pc  
?<c)r~9]  
仿真&结果 fvKb0cIx]  
k4te[6)  
1. VirtualLab中SLM的仿真  6jFc'  
6?nAO  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 *9((X,v@/  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 1wpT"5B  
 为优化计算加入一个旋转平面 ,Z*Fo: q  
/I|.^ Id|  
V,?i]q;5  
h?[3{Z^  
2. 参数：双凸球面透镜 hmJ{'D1"  
B:dk>$>uQ  
E,,)?^g  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Hm@+(j(N96  
 由于对称形状，前后焦距一致。 -?gr3rV@  
 参数是对应波长532nm。 isK~=  
 透镜材料N-BK7。 ZaQgSE>Y  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 INZycNqm,  
](yw2c;me  
jO\29(_  
FWqnlK#  
7r,'a{Rcn  
8:hUj>qx  
3. 结果：双凸球面透镜 Htn'(Q  
NQzpgf|h  
uKF?UXc  
 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。 ,Oojh;P_  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 %''z~LzJ8  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 y\L$8BSL  
+#~=QT9  
|r*btyOJk  
\ZiZX
$  
@cNBY7=  
4. 参数：优化球面透镜 :Z|lGH =  
}Th":sin},  
Zp~2WJQ  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ;4<CnC**  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 MkJ}dncg*  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ~#3h-|]*  
 透镜材料同样为N-BK7。 c]:sk[u  
v%c r  
yyZ}qnbx]  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .`4N#EjP  
<1#v}epD#  

v#u]cmI  
QF:">G  
5. 结果：优化的球面透镜 %Hdg,NH  
MIo5Y`T  
@@$=MSN  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 g`~c|bx  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Qp8.D4^@3  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 yU"lW{H@  
p-n_ ">7  
8`E9a  
c`~aiC`l  
6. 参数：非球面透镜  R~u0!  
5fi6>>  
>o #^r;  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Ep-{Ew{T_=  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ;}),6R  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 V&4)B &W  
o_   
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 pnin;;D*  
SpbOvY=>  
cQDn_Sjhi  
hl}@ha4'  
>Ya+#j~CZ  
7. 结果：非球面透镜 hY=#_r8  
-DDH)VO  
{'dpRq{c|  
 生成期望的高帽光束形状。 NyU~8?bp  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 /zZ$<mVG  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 CpHF3o`Z6  
\M^L'Mkj  
B6r~4=w_  
^SnGcr|a'  
:Bc)1^I  
8. 总结 zp[Uh]-dMK  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 UP=0>jjbn:  
\IY)2C<e  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 l +RT>jAmK  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 (!kOM% 3{  
YGrmco?G  
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。 S8;Dk@rr(y  
ws9F~LmLbr  
扩展阅读 c"R`7P  
z VleJ!d  
扩展阅读 q:N"mp<%  
 开始视频 m@o/W  
-     光路图介绍 FNlzpCT~L  
 该应用示例相关文件： c;DWSgIw  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 WP&P#ju&  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 {M:Fsay>p  
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QQ：2987619807 HU]Yv+3