[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) G@;Nz i89  
应用示例简述 ?!_u,sT  
1. 系统细节 s%FP6u7[i  
 光源 -uO%[/h;N  
— 高斯激光束 R+k=Ea&x  
 组件 G|<]Ma9x  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -fhAtxkg  
— 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 6_pDe  
 探测器 Xk 5oybDI  
— 视觉感知的仿真 >_n:_  
— 高帽，转换效率，信噪比 9#s,K! !3{  
 建模/设计 5ZZd.9ZgM  
— 场追迹： mMn2(  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 a"MTQFm'  
=lYvj  
2. 系统说明 YL;SxLY  

:t_}_!~  
27}.s0{D  
wEZqkV  
3. 建模&设计结果 Y}85J:q]  
Q
f/j:  
不同真实傅里叶透镜的结果： e-&L\M  
39'X$!  
sxf}Mmsk  
Vj?*=UL  
4. 总结 -Pv P  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 rGQ86L<  
4Sd+"3M  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ke{DFqh  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 tsCz+MP  
g{rt^B  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 d@_'P`%-  
*Cc$eR]-  
应用示例详细内容 :YkDn~@  
?z*W8b]'  
系统参数 {"qW~S90YO  
54, Ju'r  
1. 该应用实例的内容 >$d d9|[  
q8&4=eV\A  
_N[^Hl`\  
{X{01j};8  
UHTb61Gs  
2. 仿真任务 UMnR=~.  
+]aD^N9['  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 q>Dr)x)  
XRX7qo(0g  
3. 参数：准直输入光源 P}w^9=;S  
7$E2/@f  
Gl3 `e&7  
6%Cna0x:&  
4. 参数：SLM透射函数 SLbavP#G  
_rWTw+ L  
*,Aa9wa{  
5. 由理想系统到实际系统 si+5h6I.}  
^MF=,U'8  
gu~-}  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 dja9XWOg  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 % B7?l  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 7~Xu71^3s  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 q[We][Nrzb  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 lcuH]z  
R[
2[[M  
HzFt
 
~a0d.dU  
r(`8A:#d  
应用示例详细内容 }K qw\]`  
}b\ipA,~  
仿真&结果 1bFEx_  
3 8ls 4v3  
1. VirtualLab中SLM的仿真 A=l?IC@O  
p]J]<QaZD  
 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)。 o9(#KC?3  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 '<U[;H9\  
 为优化计算加入一个旋转平面 123-i,epg  
>ZOZv  
's%ct}y\J  
:W1tIB  
2. 参数：双凸球面透镜 !Dhfr{  
;_;H(%uY  
RvZryA*vu  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Jg?pW:}R  
 由于对称形状，前后焦距一致。 s^x ,S  
 参数是对应波长532nm。 YC+ZVp"v  
 透镜材料N-BK7。 !'UsC6Y4  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 tL 9e~>,`  
NJz*N%VWD  
]mDsUZf<  
]'z^Kt5S  
}9fV[zO  
SJY"
]7  
3. 结果：双凸球面透镜 M4$4D?  
z8rh*Rfxd  
|cBF-KNZ  
 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。 q'U-{~q%  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 /
E1c#@  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 E].a|4sh  
j4hUPL7  
5w-G]b  
+[go7A$5  
trNK9@wT)  
4. 参数：优化球面透镜 hgMnO J  
V
3Rnr8  
Y)-)NLLG;n  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 zz''FmedF  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 3 %{'Uh,  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 fn"jYSy  
 透镜材料同样为N-BK7。 "q#kh,-C  
)SZ,J-H08w  
_}%#Yz  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,t,65@3+b  
!D]6Cq  
!t [%'!v  
>ww1
:Sn  
5. 结果：优化的球面透镜 =u1w\>(2Y  
ur_"m+  
p9bxhnn|  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 'jO-e^qT  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 (VF4]  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ^bg
m0,M
 
4)S?Y"Bs  
|"(3]f\  
g 0_r  
6. 参数：非球面透镜 <EE+ S#z  
2ZFKjj  
Gt*<?  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 G"R>aw  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Rhxm)5+  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 _1bd)L&dF  
t 1'or  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9
MlfZsby  
(E]K)d  
:a<TV9?H0  
[Z&s0f1Qb  
;eSf4_~  
7. 结果：非球面透镜 D&lXi~Z%.  
544I#!
  
LfSUY  
 生成期望的高帽光束形状。 +as\>"Cj+2  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 *j;r|P;g  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 * =N6_  
7)X&fV6<8  
xaaxj  
17i@GnbNb  
zEL[%(fnc  
8. 总结 tTxo:+xg  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 'F<e)D?  
&K*_/Q '\  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 v=^)`C6Ma  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^x#RUv  
CUM~*  
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。 d-2I_ )9  
B_G7
F[/K  
扩展阅读 oU6g5  
nff]Y$FB  
扩展阅读 545xs`Q_  
 开始视频 R')GQ.yYq  
-     光路图介绍 3W WxpTU  
 该应用示例相关文件： g5'bUYsa  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 jWCC`0 T  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 x1ex}_\  
nUu|}11(  
^^(ZK 6d  
QQ：2987619807 r>eXw5Pr7