[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) l3 DYg  
应用示例简述 )?wJF<[_#  
1. 系统细节 }jill+]  
 光源 sUPz/Z.h  
— 高斯激光束 =_0UD{"_0  
 组件 ]r_;dYa  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -\#0]F:-  
— 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 /r_~:3F  
 探测器 <id}<H  
— 视觉感知的仿真 TwgrRtj'  
— 高帽，转换效率，信噪比 fA89|NTSUh  
 建模/设计 $/nY5[  
— 场追迹： |*`Z*6n  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 d|4}obCt  
}pJwj  
2. 系统说明 ;j2vHU#q-  
fxT-j s#S  
r[K5w  
`mN4_\]  
3. 建模&设计结果 eilYA_FL.  
In[Cr/&/Y  
不同真实傅里叶透镜的结果： (e"iO`H  
IIyI=WlpG  
DfKr[cqLM  
"le>_Ze_>|  
4. 总结 u_rdmyq$x/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 qpXWi &g  
E}ZJ)V7  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 fNrgdfo  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 2=_gf  
+k`!QM>e-  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ~/*MY  
GaSPJt   
应用示例详细内容 ~,*b }O  
<mAhr  
系统参数 LQjsOo  
6"}?.E$  
1. 该应用实例的内容 5YrBW:_OI  
5#K
4bA  
#UbF9})q  
l<N}!lG|  
R
Z+`T+zL  
2. 仿真任务 [}&Sxgv  
xNbPsoK  
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。 A,4fEmWM  
v,ju!I0.  
3. 参数：准直输入光源 2p"WTd  
0'IBN}  
YY!Rz[/  
,TFIG^Dvq  
4. 参数：SLM透射函数 y:6; LZ9[  
KGg3 !jY  
Z4\=*ic@  
5. 由理想系统到实际系统 QqU!Najf  
r-<F5<H+K@  
LGtIm7  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 h2D>;k  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Ng_!zrx04  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 zE_i*c"`  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 4#lo$#  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Gy(=706  
Q 7?#=N?  
^U!0-y  
O<V4HUW  
R47\Y  
应用示例详细内容 0vw4?>Jf@  
:eCU/BC4  
仿真&结果 cMOyo<F#^=  
sQ\8>[]   
1. VirtualLab中SLM的仿真 9B9(8PVG  
j}C}:\-fY  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 p}~qf  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 -jiG7OL  
 为优化计算加入一个旋转平面 g?ULWeZg5  
P ! _rEV  
J_4!
2v!6e  
ZEx}$<)_  
2. 参数：双凸球面透镜 BSVx
N  
\QCJ4}\CS  
)<tI!I][j  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 u`RI;KF~F  
 由于对称形状，前后焦距一致。 [;J>bi;3N  
 参数是对应波长532nm。 mVpMh#zw  
 透镜材料N-BK7。 \vO,Ee~#W  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 &:`U&06q  
nX`u[ks  
p|p l  
w}YlVete  
h3xAJ!  
AnX%[W
"  
3. 结果：双凸球面透镜 ?snp8W-WB  
|Ur"& Z{  
ZG&>:Si;  
 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。 r<d_[
?1N  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Xx>X5Fy  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 #*UN
>X  
P`cq H(
 
JVSA&c%3  
Y<%@s}zc  
@pRlxkvV  
4. 参数：优化球面透镜 }xh$T'M8  
}*S `qW;B  
R1$:~p2m  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 9j6QX~,  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 2$ze= /l  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 gq'Y!BBQy  
 透镜材料同样为N-BK7。 Rx=>6,)'  
{C N~S*m  
SSWP~ t  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 IHv[v*4:  
7E79-r&n  
A"dR{8&0  
Oagsoik  
5. 结果：优化的球面透镜 =V-|#j  
^Dn D>h@q  
M:[ %[+6  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Ku}Z  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2$g6}A`r  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 \=ux atw  
FWG6uKv  
mQ|v26R  
%D%8^Zd_  
6. 参数：非球面透镜 Zy?Hi`  
ic#`N0s?  
{CGUL|y  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 '6cWS'9"  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 L"1}V  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ($;77fPR  
|Sy<@oq  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 xg;+<iW  
o.!~8mD  
f=r<n
b'H  
%Q fO8P  
ogHCt{'  
7. 结果：非球面透镜 ][+#;avU  
?R$F)g7<  
~5%W:qw
Q  
 生成期望的高帽光束形状。 i%#+\F.&  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。  ~-_kM  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 x7!L{(E3  
7WkB>cn  
vyK7I%T'R  
O7-mT8o  
:toh0oB[  
8. 总结 :OhHb#D  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 qG?Qc (  
7XTkX"zKj  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Eg#K.5hJ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 * KDI}B>  
*rs5]U<  
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。 i@)i$i4
  
aW)-?(6>  
扩展阅读 IEsEdw]aZE  
59Xi3KY  
扩展阅读 `>f6)C-  
 开始视频 2Mc3|T4)U  
-     光路图介绍 RI 5yF  
 该应用示例相关文件： ;=eDO(Ij  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ;g5m0l5  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 c[wla<dO*  
!;Yg/'vD-  
N kb|Fd/s  
QQ：2987619807 cu7hBfj