[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) 'aD6>8/Hj  
应用示例简述 e,f ;  
1. 系统细节 >dpbCPJ9[  
 光源 iOT)0@f'  
— 高斯激光束 O)`fvpVU  
 组件 Ue(r}*  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 tTotPPZf}  
— 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 YywEZ?X  
 探测器 ajn-KG!A  
— 视觉感知的仿真 j$@?62)6  
— 高帽，转换效率，信噪比 iQt!PMF.  
 建模/设计 M@|w[ydQG  
— 场追迹： HWqLcQ d:P  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 izCaB~{/  
'_B_&is  
2. 系统说明 31~hlp;  
tbq|,"  
6Wj@r!u  
9Z&?R++?  
3. 建模&设计结果 YgCc|W3{  
[?-]PZ  
不同真实傅里叶透镜的结果： cV-i*L4X  
OI+E (nA  
><[| G9  
Aj,]n>{  
4. 总结 $^t<9"t  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ?^|QiuU:n  
< CDA"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /Zc#j^_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 kLJlS,nh\r  
v"rl5x  
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。 !g8*r"[UJ  
=f>HiF  
应用示例详细内容 o,CBA;{P  
[FGgkd}  
系统参数 O@s{uZ|A6  
Q:mZ" i5  
1. 该应用实例的内容 1!!\+ c2*  
<yZP|_
  
UR}kB&t  
R2l[Q){!  
4IZlUJ?j+c  
2. 仿真任务 AM'gnP>  
?w*yW;V`  
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。 i3\~Qj;1  
1]j^d  
3. 参数：准直输入光源 x=.tiM{#  
8W;2oQN7  
%swR:
B
v  
e&0N
K8&#+  
4. 参数：SLM透射函数 p#bhz5&/  
ZRnL_z~  
[(|^O>k8c  
5. 由理想系统到实际系统 u_LY\'n  
ltoqtB\s  
}p=g*Zo*C;  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 M'q'$)e  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 qK?$=h.  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 cx{T  '1  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 DR@1z9 a  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ^;r+W-MQ  
1}}>Un`U5,  
yxwWj>c  
rgqQxe=  
\3aTaT?..  
应用示例详细内容 (bv,02  
NG
" yPn  
仿真&结果 \gItZ}+c4}  
R"3 M[^  
1. VirtualLab中SLM的仿真 mibp
G9+d  
;wR 'z$8  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 Q`A6(y/s?  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 cwe1^SJ6y  
 为优化计算加入一个旋转平面 ,3HcCuT  
f@@s1gdb  
?gSSli[  
-Wc~B3E|  
2. 参数：双凸球面透镜 (?3[3w~  
FRZs[\I|iT  
``u:l
L  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 rwSbqL^eM  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ,a0pAj  
 参数是对应波长532nm。 3F+Jdr'  
 透镜材料N-BK7。 q+ pOrGh  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 j1q[c,  
eEl.. y  
aXY-><  
d-B7["z,  
q'G,!];qL  
(UYF%MA}"  
3. 结果：双凸球面透镜 G[h(xp?,l  
aY)2eY  
]
]BOk  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 l&W;b6L  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 c|AtBgvf  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 B$vr'U   
XiQkrZ  
--fFpM3EvS  
0Fw6Dq<8-!  
* R d#{Io7  
4. 参数：优化球面透镜 U# JIs  
z0bJ?~w,  
JObMZA$  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 8)yI<`q6  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 F$MX,,4U  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 3yA2WW  
 透镜材料同样为N-BK7。 EQ<RDhC@b  
EJ84rS
p  
bAwl:l
\`  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =f1B,%7G+5  
\or G63T:  
A],ooiq<  
e3(/qMl  
5. 结果：优化的球面透镜 IQH[Q9%  
} JiSmi6o  
][;G=oCT  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 D@oCP =m<  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ]N{0:Va@D  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 o0It82?RN  
mQ~:Y
  
:6{`~=  
fc_2D|  
6. 参数：非球面透镜 ;GGK`V  
E=]4ctK  
*|#T8t,}n  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 @b#^ -  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 gI]GUD-  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 <Fz~7W
Vd  
\ I`p|&vG  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^:=f^N=^  
9uk<&nqx  
xiblPF_n3  
I=DxRgt  
zj{r^D$  
7. 结果：非球面透镜 XT>.`, sv  
qJ4T]FVN  
Zw1U@5}A  
 生成期望的高帽光束形状。 rN)V[5R#M  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 O1&b]C#  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 XFVV},V  
LOy0hN-$b  
l^MzN  
}J:+{4Yn  
J%lgR  
8. 总结 [U, ?R  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 _ *f  

@%ip7Y]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。 t"072a  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 1BHG'
y  
`Z"Q^  
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。 jnB~sbyA  
.xhK'}l[  
扩展阅读 I pzJ#  
C'yppl%  
扩展阅读 Sq\(pfvo  
 开始视频 6z0@I*  
-     光路图介绍 Vwk#qgnX  
 该应用示例相关文件： =Z
=o#46JY  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 d[p;T\?"  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 FGWN}&K  
",aTWQgN  
zaTb~#c_  
QQ：2987619807 xL|;VyD