[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) W1REF9i){  
应用示例简述 X /c8XLe"  
1. 系统细节 S70#_{  
 光源 X$!fR >Zc  
— 高斯激光束 AqgY*"A7  
 组件 w;,34qbf  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 i)x0]XF  
— 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 ):K
%  
 探测器 27!FB@k-  
— 视觉感知的仿真 $M}"u[Qq  
— 高帽，转换效率，信噪比 MG=E 6:  
 建模/设计 `jeATxWv  
— 场追迹： xeF>"6\  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 YYT;a$GTo  
"}71z  
2. 系统说明 Ll|-CY $  
2^B_iyF;  
 }#m9Q[  
RL}?.'!  
3. 建模&设计结果 K$Bv4_|x  
_%CM<z e  
不同真实傅里叶透镜的结果： {8.Zb NEJ  
EGl<oxL*R2  
"lt<$.  
{dF@Vg_n  
4. 总结 qxI$F  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 "w?0f["  
%V=%ARP|  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^0zfQu+!  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 c+ZOC8R  
eay|>xa2  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 +mrLMbBiD  
;n't:yQW  
应用示例详细内容 fizW\f8ai  
Y*BmBRN  
系统参数 E+Bc>xl@m  
1i#y
>fUj  
1. 该应用实例的内容 |YLja87  
My>q%lF=fw  
9JdJn>  
;87PP7~  
x{;{fMN1  
2. 仿真任务 7I ~O|Mw  
eQi^d/yi  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 }-tJ.3Zw  
ku,{NY f^Y  
3. 参数：准直输入光源 V< F&\  
K3mP6Z#2  
N)mZ!K44  
b"$?(Y  
4. 参数：SLM透射函数 H@-q NjM  
JLm3qIC  
\HB fM&  
5. 由理想系统到实际系统 t0f7dU3e;L  
^1){ @(  
+Kgl/Wg%  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Y%/RGYKh  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Un8'
P8C  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 r]Hrz'C`  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Tbm ~@k(C  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 >\K=)/W2  
Y-})/zFc  
4AL,=C3  
~2>Adp  
J3y
_JoS  
应用示例详细内容 oOprzxf"+Z  
`]65&hWZL  
仿真&结果 +7%?p"gEY\  
bYLYJ`hH<R  
1. VirtualLab中SLM的仿真 gE#|eiu  
b; of9hY  
 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)。 kLzjK]4*  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 6{;6~?U  
 为优化计算加入一个旋转平面 E"*E[>  
<N<0?GQ  
rL\}>VC)  
@Nb/
n  
2. 参数：双凸球面透镜 hRXnig{;3  
J t.<Z&  
I._ A  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 / xv5we~  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ^;/~$  
 参数是对应波长532nm。 "yH?df2
4  
 透镜材料N-BK7。 oC" [rn  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 S
8qg"YR  
8/p ]'BLf  
r3x;lICx-  
"tl{HM5u  
mKtMI!FR  
\\EX'L
 
3. 结果：双凸球面透镜 r]LP=K1  
;F1y!h67<  
^}2!fRKAmo  
 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。 >A{e,&  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 RNB-W%  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 (@NILK  
@ *Jbp  
{ (.@bT@  
zU[o_[+7^  
ri-&3%%z<  
4. 参数：优化球面透镜 a9&[Qv5-/  
Mm,\e6#*  
a 7v^o`  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 *# <%04f  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 CSjd&G*ZB  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 3KqRw (BK  
 透镜材料同样为N-BK7。 IJ+}  
5vD\?,f E  
m~;.k
c  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 R-$w*=Y  
G "+[@|  
tWl')^  
(soTkH:#  
5. 结果：优化的球面透镜 ~c&sr5E  
O6e$vI@  
M&=SvM.f  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 WyV,(~y  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 msw'n  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ;R&W#Q7>3  
&b~X&{3,  
yLqhj7  
k2loGvBJ  
6. 参数：非球面透镜 MYV3</Xj*  
dR i6
 
C<C^7-5  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 wGMoh.GTh  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 I`xC0ZUKj  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 MZ0cZv$v!~  
{88|J'*L  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 yS K81`  
~9@527m<',  
*eD[[HbKX  
r]}6iF.  
\+Qd=,!i(  
7. 结果：非球面透镜 gCYe^KJ  
VxOWv8}|  
ekfa"X_  
 生成期望的高帽光束形状。 hG`@#9|f  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 f@9XSZ<.71  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 @)MG&X  
A'}!'1
  
VJA/d2Oys  
2T%sHp~qt  
H!FaI(YZl  
8. 总结 f3vl=EA4|  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 b&,ZmDJh  
N DI4EA~z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &RuTq6)r  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +MYrNR.p  
IuFr:3(  
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。 RI<smt.Ng  
_8SB+s*  
扩展阅读 Qa2p34Z/  
B(FM~TVZ  
扩展阅读 Y1AZ%{^0a  
 开始视频 Nz"K`C>/  
-     光路图介绍
7r3CO<fb  
 该应用示例相关文件： 67H?xsk@n  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 9;n*u9<  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Uv?^qe0=  
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ZJFF4($qN  
QQ：2987619807 aox@- jyr