[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) bRggt6$z  
应用示例简述 I>8_gp\1  
1. 系统细节 }x|q*E\  
 光源 mdbi@ms@  
— 高斯激光束 3K||(  
 组件 VOYQ<tg  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Kf?:dF  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 Xtz29  
 探测器 p! k~ufU  
— 视觉感知的仿真 |)d%3s\  
— 高帽，转换效率，信噪比 ^$`mS&3/q  
 建模/设计 ;mI^J=V3  
— 场追迹： $J<WFDn9  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 \R9izuc9  
3;jxIo$,  
2. 系统说明 %INkuNa8\  
e)s l  
@[v,q_^8  
J3'q.Pc  
3. 建模&设计结果 1\{FKOt  
eKuF7Oo  
不同真实傅里叶透镜的结果： rosD)]I7  
tYgHJ~1L*  
=i}lh}(  
gKQs:25  
4. 总结 P B-x_D  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 CL`+\
.  
W8x&:5Fc)3  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 n2_;:=  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 /V cbT >=  
?v:FGO  
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。 }l}_'FmQ  
gB%"J
Dn8  
应用示例详细内容 _PGd\>Ve  
{2Ew^Li  
系统参数 -Ju;
i<  
_B^X3EOc  
1. 该应用实例的内容 ;xUo(^t7>  
Z0v?3v}9^  
unqUs08  
]ZP!y  
]a.^F
 
2. 仿真任务 $y.0h(  
@d^DU5ats>  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 Y~!A"$  
g'w"U9tjO  
3. 参数：准直输入光源 RX_f[  
SmvMjZ+7Y  
j[mII5e7g  
k{S8q?Gc  
4. 参数：SLM透射函数 4i&Rd1#0dI  
3P>1-=  
)}"`$6:k`  
5. 由理想系统到实际系统 ai?N!RX%H  
SHB'g){P  
hbr3.<o1lY  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 FG!hb?_1  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 x)N QRd  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 o%`=+-K  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 {98e_z w  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Q {~$7J  
\et2a
X !  
5}_=q;sZ  
lIx./Nf  
L<iRqayn  
应用示例详细内容 XHdhSFpm  
dHg[r|xC  
仿真&结果 ypGt6t(;  
4{vEW(  
1. VirtualLab中SLM的仿真 -I6t ^$HA  
>!lpI5'Z&  
 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)。 XpkOCo02  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ~b X~_\  
 为优化计算加入一个旋转平面 \o72VHG66  
l\Ww^   
%\|{_]h}y  
%K=_  
2. 参数：双凸球面透镜 @x743}Y\  
dS <*DP  
b5Q>e%i#  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 k.c.7%|~;  
 由于对称形状，前后焦距一致。 +?
Cy8Ev?  
 参数是对应波长532nm。 uM,Ps}  
 透镜材料N-BK7。 7Nk|9t  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 S-Bx`e9'  
,LSiQmV5  
]e7?l/N[  
(dQ=i  
uPYH3<  
-/Wf iE  
3. 结果：双凸球面透镜 |</)6r  
dT?3Q;>B?  
PXJ7Ek*/  
 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。 pWv1XTs@t:  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 %.$7-+:7A  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 5U+4vV/*  
yf8kBT:&S  
SA=>9L,2  
8 Zp^/43  
~Fwbi  
4. 参数：优化球面透镜 esx/{j;<u  
3/ }  
Kr|.I2?"  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ,5ZQPICF  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 q-_!&kDK"  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 NV9JMB{q  
 透镜材料同样为N-BK7。 +DR$>
a  
\M._x"  
NIbK3`1  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ]PoWL;E'  
7[u>
#8  
(1
GU  
6j6;lNUc  
5. 结果：优化的球面透镜 m9i/rK_  
y5+%8#3  

A%$~  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 S >CKm:7  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 w( XZSE  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 +0UBP7kn  
Rc1k_fZ}  
*x;4::'Jn  
\( #"g  
6. 参数：非球面透镜 IVxZ.5:L$  
uZ-ZZE C  
;`:YZ+2 Z  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 7X/t2Vih
@  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 pe+h8  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 fbOqxF"?we  
lG94^|U  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 emnT;kJ>  
Km%L1Cd]  
X~JP 1  
hdrsa}{g  
}58MDpOF1  
7. 结果：非球面透镜 [x>Ju&))$  
}AJoF41X  
s:"Sbml  
 生成期望的高帽光束形状。 DHw)]WB M  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ~tW~%]bs2Q  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 %>i:C-l8  
[p`5$\e  
!@8i(!xb  
:Z6j5V;s  
VLkAsM5}%  
8. 总结 eJHh}  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 FC,=g`Q!  
ZDR@VYi+~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Hy[: _E  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ZqVbNIY  
W_Y8)KxG:L  
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。 0x!&>  

*$NZi*z3  
扩展阅读 g)#{<#*2  
uy3<2L#.  
扩展阅读 p,$N-22a  
 开始视频 &.*UVc2+Y  
-     光路图介绍 tMiIlf!>p  
 该应用示例相关文件： K=v:qY4Z  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 {a:05Y  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Kh(`6 f  
G!r)N0?_f  
f;zNNx< ;  
QQ：2987619807 ~
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