[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) mR6hnKa_53  
应用示例简述 L4-v'Z;  
1. 系统细节 w [7vxQ!-  
 光源 tEHgQto  
— 高斯激光束 r5S5;jL%t  
 组件 c.eA]mq  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Rk@xv;t;  
— 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 |KLCO'x  
 探测器 j
$Z:S~*  
— 视觉感知的仿真 ]:r6
 
— 高帽，转换效率，信噪比 ]KE"|}B  
 建模/设计 +1=]93gP  
— 场追迹： }MXC0Z~si  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 \RDS~u\d  
FA3YiX(-e  
2. 系统说明 E|v9khN(].  
8Xjp5  
Yb;$z'  
A9\(vxxOpC  
3. 建模&设计结果 5>u,Qh  

:M _N  
不同真实傅里叶透镜的结果： @Xg5E  
!{%BfZX<&  
S{#L7S  
;fGh]i  
4. 总结 'sT7t&v~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Y~[k_!  
pW4$$2S?9  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 f*46,`x  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 aT"0tn^LO  
I$HO[Z!  
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。 AD^Q`7K?uR  
ATscP hk  
应用示例详细内容 {~cM 6W]f  
3P2x%Gp  
系统参数 vA&MJD{  
ptMDhMVW  
1. 该应用实例的内容 'K*. ?M  
,A9_xdv5  
oo2CF!Xy  
<b#1L  
Dlqvz|X/  
2. 仿真任务 S";c7s  
&ku.Q3xGs  
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。 f6k=ew  
'4"c#kCKL  
3. 参数：准直输入光源 !\Vc#dslt  
_`.Wib+  
~6Pv5DKq  
7*\CfqrU  
4. 参数：SLM透射函数 #bCQEhCy  
^
i8"eF  
SS*3Qx:[  
5. 由理想系统到实际系统 WiiAIv&  
92XG|CWX  

@|'$k{i  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 hAU@}"=G  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 45A|KaVpg  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 p!>DA?vF  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 /l>!7  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 F_-}GN%  
x,M8NTb
*  
>0E3Em<(}l  
&t:~e" 5<  
AjD?_DPc  
应用示例详细内容 2$TwD*[  
]8f$&gw&A  
仿真&结果 -an~&C5\  
w:aV2  
1. VirtualLab中SLM的仿真 F[KM0t!  
.H 9r_  
 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*zm8b  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 L(o#)I>j  
 为优化计算加入一个旋转平面 :hTmt{LjN  
k
X%vTl7F  
Qo\?(EM  
O-&^;]ieJ  
2. 参数：双凸球面透镜 @Nn'G{8OG  
Qz4Do6#y  
(;9j#x  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 RQYD#4|  
 由于对称形状，前后焦距一致。 @{{6Nd5  
 参数是对应波长532nm。 p^k*[3$0  
 透镜材料N-BK7。 lk.Mc6)  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 qs{wrem  
?7uK:'8  
_$_,r H
 
|[!7^tU*  
4*'ZabDD  
'*D>/hn|:]  
3. 结果：双凸球面透镜 N\anjG  
RQ;w$I\  
K-[;w$np0  
 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。 d
kg| kw'  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 -ImVXy]?  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 B`)TRt+'.  
B#r"|x#[  
XtqhK"f%  
+GncQs y  
G=er0(7<  
4. 参数：优化球面透镜 {r%T_BfY  
%bS1$ v\n  
_rg*K  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Ca-.&$f  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Tvt(nWn(H1  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 X?o6=)SC|  
 透镜材料同样为N-BK7。 G > t  
mt~E&Z(A  
,Xxp]*K2  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f>|Wd;7l:  
$18?Q+?3  
rl,i,1t  
vN
ju|=Lo  
5. 结果：优化的球面透镜 U/-k'6=M  
"RTv[n!  
0g9y4z{H  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 f@2F!  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 "7eL&  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Ehxu`>@N  
%aV~RB#  
izzX$O[=:  
Y]7 6y>|e  
6. 参数：非球面透镜 nok-![  
@}2EEo#  
>pp#>{}  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 -@ra~li,yQ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 r
'4Dj&9Ac  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 |h&Z.  
|*^}e54  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 BS ]:w(}[  
A/{!w"G  
X]o"4#CQIX  
yy+:x/(N[  
Km,%p@`m  
7. 结果：非球面透镜 e]5NA?2j  
J=&}$  
Wt=\hixj-  
 生成期望的高帽光束形状。 G;d3.ml/aZ  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 U1(cBY  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 GG"6O_  
'Yi="kno  
0 vYG#S  
T$<yl#FY  
|QD#Dx1_  
8. 总结 v^)B[e!  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @vB-.XU  
!K0 U..  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *tv\5KW G  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 rNurzag  
P)#h4|xZ  
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*~0GZ  
)+DDIq  
扩展阅读 97qf3^gGd  

c2Exga_  
扩展阅读 o)>iHzR</  
 开始视频 =
z]rZSq*o  
-     光路图介绍 g5RH:]DV  
 该应用示例相关文件： rxqSi0p  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 q#SEtyJL  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 P]TT8Jgw  
A7,%'.k  
B"zB=Aw  
QQ：2987619807 ,iY:#E