[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) =,6z4" )  
应用示例简述 @X#F3;  
1. 系统细节 QC}CRkp  
 光源 T7hcn
F$  
— 高斯激光束 Qo{/@  
 组件 -#N.X_F  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 #Up86(Z  
— 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 V<T9&8l+:  
 探测器 D=-SO +  
— 视觉感知的仿真 `T5W}p[6  
— 高帽，转换效率，信噪比 RwpdRBb  
 建模/设计 L?mrbay  
— 场追迹： %z,mB$LY  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 `xqr{lhL  
!ug8SAOaz/  
2. 系统说明 o<pf#tifv  
:&V h?  
"hH.#5j  
/rnu<Q#iH  
3. 建模&设计结果 j i7[nY  
V{/?FO?E  
不同真实傅里叶透镜的结果： 8c9*\S  
4NheWM6  
kuszb~`zPY  
)<h*eS{  
4. 总结 3z{?_;bR  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 s %j_H  
nxnv,AZG  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 QI'Oz{vE  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 EyJJ0  
YIQ 4t  
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。 P3+5?.p.  
dxMOn  
应用示例详细内容 R;uvkg[o  
$P/~rZ@M@  
系统参数 N4F.Y"R$(  
}ppN k:B  
1. 该应用实例的内容 &=] ~0$  
XDOY`N^L  
*x@Onj  
tE<H|_{L  
f
e\$@-  
2. 仿真任务 7)`nD<j5  
Y']\Jq{OS  
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-q3U%R4}@  
*
\+\5pu0  
3. 参数：准直输入光源 }YGV\Nu  
EE&K0<?T|:  
jnO9j_CY  
!Xf5e*1IS  
4. 参数：SLM透射函数 .sh
a&  
KX,S  
f-vCm 5f  
5. 由理想系统到实际系统 PUT=C1,OFR  
JjtNP)We  
4":KoS`,j  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 4gI/!,J(b  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 z+0I#kM"1  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 y-'$(x
 
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ey7 f9  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 N7b8m?!  
 VA6}  
fIn
b[  
+rd|A|hRq  
q;T{|5/O  
应用示例详细内容 <'y?KiphL  
5d Eh7XL  
仿真&结果 2b}t,&bv?  
:%tU'w  
1. VirtualLab中SLM的仿真 GZN ^k+w  
MU@UfB|;u  
 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)。 3oF45`3FV  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ,>bh$|  
 为优化计算加入一个旋转平面 ] {RDVA=]  
c69C  
b|l:fT?&  
0fb2;&pUa  
2. 参数：双凸球面透镜 EizKoHI-z  
tU}h~&M  
w1Nm&}V  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 K -nF lPm\  
 由于对称形状，前后焦距一致。 l%k\JY-  
 参数是对应波长532nm。 /?uPEKr  
 透镜材料N-BK7。 g/ T   
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 orzZ{8
7  
!,wIQy_e4  
s1A.+  
T,,WoPU8t  
^cOUQ33  
t6bV?nc  
3. 结果：双凸球面透镜 dU&a{$ku[  
:%lTU  
gh/EU/~d  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 F+YZE[h%  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ~qiJR`Jj  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ity & v9  
6dq(T_eG  
J{.{f  
5V?&8GTe  
5Yg'BkEr  
4. 参数：优化球面透镜 ((YMVe  
j8v8uZ;x  
F|SXn\  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 5bRJS70M  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 |XaIx#n  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 pj\u9 L_  
 透镜材料同样为N-BK7。 ep!Rf:  
h9t$Uz^N  
=6j&4p `  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Mo|;'+  
[T8WThs  
u(z$fG:g  
L7n D|  
5. 结果：优化的球面透镜 ;,hwZZ
A  
F|'>NL-=  
kjTduZ/3"  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Yxr>"KH6a  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 8r*E-akuyr  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %6|nb:Oa  
52@C9Q,  
|UkR'Ma  
iN bIp"W  
6. 参数：非球面透镜 &y\prip  
.<->C?#  
F6|TP.VY_.  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 $.Qkb@}  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 p2hB8zL  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 UE8kpa)cQ  
%v=*Wb\3|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2":pE U{E  
Ansk,$  
2]z8:a  
>@U*~Nz  
@3>u@  
7. 结果：非球面透镜 !]"@kl%  
/MIe(,>Uh  
>BV^H.SO|1  
 生成期望的高帽光束形状。 .N,bIQnj  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 AuvkecuIh  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 +KF^Z$I  
=rMUov h  
pd:WEI ,  
hwPw]Ln/  
h){0rX@:&  
8. 总结 vHgi<@u  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 C/q'=:H;  
&xU[E!2H%  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 b(,M1.[qt  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 a4mn*,  
U'k*_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。 x,'(5*  
BnX0G1|#  
扩展阅读 T]^62(So  
XPavReGf  
扩展阅读 gt\E`HB8E  
 开始视频 GF"hx`zyJ  
-     光路图介绍 &pP;Neh;  
 该应用示例相关文件： "0V.V>-p  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 |'e^QpU5  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 K='z G*$l  
OyStqi  
8f_l}k$Eg  
QQ：2987619807 /,BD#|