[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) zV2c`he%z  
应用示例简述 ~ 4&_$e!  
1. 系统细节 wvq<5gy}  
 光源 B:^U~sR  
— 高斯激光束 33u7  
 组件 EIF[e|kZ<  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ob*2V!"  
— 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 f[ER`!  
 探测器 $~`(!pa:  
— 视觉感知的仿真 m7!l3W2  
— 高帽，转换效率，信噪比 s"Kp+tTWj  
 建模/设计 xK_$^c.  
— 场追迹： (+Uo;)~!YC  
 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_~B?Tn  
Ezml LFp.  
2. 系统说明 -R\}Q"  
cb UVeh7Q  
I#A`fJ  
@-MrmF)<U  
3. 建模&设计结果 5 wc&0h  

16aaIK  
不同真实傅里叶透镜的结果： *}2o \h6Q  
/\\C&Px  
Xt~/8)&  
IjrTM{f  
4. 总结 "#JoB X@yE  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ")o.x7
~N  
*&AK.n_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 nl?|X2?C  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ?9PNCd3$d  
t8^*s<O  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 RP(FV<ot  
+oiPj3  
应用示例详细内容 RGxO
b  
Y<M}'t  
系统参数 V5A7
w V3~  
9GQTe1[t4  
1. 该应用实例的内容 S@*@*>s^  
wYF)G;[wM  
E3KPjK  
Uz62!)  
v'iQLUgI  
2. 仿真任务 _e-a>y  
4<O[d  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 F'h[g.\}  
0um
fC  
3. 参数：准直输入光源 h7Ma`w\-  
DSIa3!0  
Lv5AtZl}  
v=L^jw  
4. 参数：SLM透射函数 wDSU~\  
*J$=UG,u  
RnTPU`  
5. 由理想系统到实际系统 !-7(.i-  
t Y^:C[  
RSkpf94`  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 -BjB>Vt  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 4b<:67 %  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 )^r4|WYyt  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 *vj5J"Y(;t  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 :{Y,Nsa  

nGu
F,0j  
`bxgg'V  

^y h  
+6TKk~0e^  
应用示例详细内容 _]Hn:O"o  
0_Y;r{3m"  
仿真&结果 z24-hC  
&XZ>}^lD^  
1. VirtualLab中SLM的仿真 EoY570PN  
HAU8H'h  
 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)。 fNlUc  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 FB</~ g  
 为优化计算加入一个旋转平面 
'Y-c
*q  
fa!iQfr  
N,;Bl&EU  
w)}[)}T!  
2. 参数：双凸球面透镜 4+uAd"  
sDwSEg>#B  
1 8&^k|  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 \dCdyl6V  
 由于对称形状，前后焦距一致。 *=ALns?y  
 参数是对应波长532nm。 '8W}|aF  
 透镜材料N-BK7。 ?HBc7$nW  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 yqAw7GaBN  
%f>V\z_C  
_H;ObTiB  
AAs&wYp8Yh  
<CH7jbK  
0/*z]2  
3. 结果：双凸球面透镜 0phGn+"R  
. Bv;Zv  
&yP9vp="  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 |m?0h.O,  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 bS0LjvY9g  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 rv\<Q-uQ8  
UyvFR@  
dM$]OAT  
5jbd!t@L  
he!e~5<@y  
4. 参数：优化球面透镜 .m4K ]^m  
7o;}"Y1  
$A ( #^&  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ^6obxwVG  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 v/(< fI^  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 _w'4f )7  
 透镜材料同样为N-BK7。 sbG3,'i)  
Iunt!L  
NL~}  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 8_:jPd!3  
F+}MW/ra@  
92S<TAdPP  
B` n!IgF8  
5. 结果：优化的球面透镜 o^lKM?t  
P,*R@N  
!$fBo3!B_8  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 6Siz
9  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 P=V~/,>SZ!  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 zg"
<N  
Vw+U?  
5B"j\TwQ  
v k<By R  
6. 参数：非球面透镜 TqzkF7;k4  
W4X=.vr  
<@JK;qm>S  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ]G&d`DNV  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 @y)fR.!)1$  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 s,lrw~17  
#W*5=Cf  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 & [4Gv61  
J
6=*F;x6E  
E{1O<qO<  
1?Wk qQ  
!,|yrB&`S  
7. 结果：非球面透镜 3~"G27,  
;CFI*Wfp  
td%EbxJK]`  
 生成期望的高帽光束形状。 #6@7XC  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 s [@II]  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 z[[|'02{  
1VH7z  
*7`;{O  
P**h\+M>{  
O~trv,?)  
8. 总结 XWH~o:0<2  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \za 0?b  
D O#4E<]5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 [|E 93g  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 w}X<]u  
A^*0{F?,)  
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。 ms`R^6Ra  
#]cO] I  
扩展阅读 8<{)|GoqB  
~*ST fyFw  
扩展阅读 <"X\~  
 开始视频 Q6]SsV?x  
-     光路图介绍 w<*6pPy  
 该应用示例相关文件： 1T!(M"'Ij  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 v[A)r]"j"M  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Hj2E-RwG  
|W:xbtPNy  

bM+}j+0  
QQ：2987619807 luY#l!mx3