[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) qE3UO<FA  
应用示例简述 gi _5?$  
1. 系统细节 nq8C'Fo!6T  
 光源 )*x6 FfTUd  
— 高斯激光束  LsS  
 组件 i|*)I:SHU  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Qtv&ijFC  
— 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 `W/>XZl+t  
 探测器 @eIJ]p  
— 视觉感知的仿真 qfRH5)k  
— 高帽，转换效率，信噪比 d;9FB[MmOJ  
 建模/设计 RcU}}V  
— 场追迹： uurh??R  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 d8=x0~7  
@>>~CZ`l  
2. 系统说明 en*GM}<V  
C-6F]2:  
Y+u_IJ  
wLJ:\_Jaf  
3. 建模&设计结果 xx9 g
''Q  
_k~KZ;l  
不同真实傅里叶透镜的结果： rJbf_]^  
$jqq `n_  
.Cl:eu,]  
90*5 5\>{  
4. 总结 E+g@M8D  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @? QoF#D  
)@Yf]qx+Y<  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 P?B;_W+~A.  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 =Bhe'.]QSx  
p &"`RS#Z  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 P&ptJtNg  
-0{r>,&Mm  
应用示例详细内容 eMY<uqdw  
8sM|%<$=j  
系统参数 Ne{?:h.!  
*ipFwQ  
1. 该应用实例的内容 sjwo/+2  
F{~{Lthc  
*<jAiB,O*  
![_*(8v}S  
WRyaKM  
2. 仿真任务 "wnzo,  
VZymM<O  
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。 wFsyD3  
LzXmb 7A  
3. 参数：准直输入光源 O%
!!w  
3|4|*6  
2Mvrey)  
vK\%%H  
4. 参数：SLM透射函数 6qoyiT%P&  
>dG;w
6y'  
W~~7C,!  
5. 由理想系统到实际系统 EwC{R`  
,3p~w5C/+[  
S^>,~R.TX  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 MmnOHN@.  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 XJ` ]ga  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 LO khjHR  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ,t9^j3Ixg  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 7- ] as$  
`W:%mJd9  
IE&!YP(U(  
y7 3VFb  
;q:zT\A  
应用示例详细内容 `V]5sE]G
 
3
U.88{y  
仿真&结果 4c$ zKqz  
PQnF  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ,)Ju[
 
1#*a:F&re  
 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)。 1[qLA!
+  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 */|lJm'R  
 为优化计算加入一个旋转平面 %Yic
g6:  
s'a/j)^  
Iw&vTU=2  
G_{&sa  
2. 参数：双凸球面透镜 C8e !H  
D 38$`j  
Lz!,kwg  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Xg SxN!I  
 由于对称形状，前后焦距一致。 LuSLkLN  
 参数是对应波长532nm。 (?`kYTw7g'  
 透镜材料N-BK7。 wEE\+3b)  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 V\6[}J  
M?:c)&$]D  
=aA+~/~8%  
rI>aAW'  
Rhz_t@e  
zj`v?#ET  
3. 结果：双凸球面透镜 v<OJ69J  
B}?5]N==]  
'wI"Bo6e  
 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[h,TM  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 qT"Q1xU[  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 8p9bCE>\  
C\nhqkn  
a1.Ptf eW|  
)V ;mwT!Q  
>`wV1^M6?  
4. 参数：优化球面透镜 Ph}|dGb  
W$rH"_@m  
,(?po(']  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 !n$tr  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 0-|byAh  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 O.Iu6D  
 透镜材料同样为N-BK7。 :GW&O /Yo  
;SaX;!`39+  
\X&H;xnC5  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 BV(8y.H  
+ 33@?fl.  
.I'o  
1jPJw3"3h  
5. 结果：优化的球面透镜 8&~~j7p
,  
DrBUe'RH:M  
w@c87;c  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 YoLx>8  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 U
IAj]  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 OD 3f.fT  
?(m jx  
+|@rD/I6  
*U$!I?  
6. 参数：非球面透镜 *gF<m9&  
~L_hZso4  
;VNMD 6H  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Ns0cgCrhX  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 FwY&/\J7V  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 QgD g}\P  
iNWo"=J  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 A"l?:?rtw]  

nF4a-H&Fo  
/K{9OT@>  
*B\H-lp?  
xIGfM>uq  
7. 结果：非球面透镜 E+tB&  
ofMY,~w  
)0e2ic/  
 生成期望的高帽光束形状。 _s$_Sa ;  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 P<2+L|X?}  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 7kK #\dI  
"zY](P  
1>Dl\czn  
-0Tnh;&=  
f\1A!Yp  
8. 总结 pge++Di  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7,MS '2nz  
6XJ[h  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 A'K%WW*'U  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 rVa?J
vDO=  
CWG6;NT6m  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 kWb2F7m  
kctzNGF|  
扩展阅读 8W+gl=C~  
`)h6j)xiQ  
扩展阅读 Xy5s^82?  
 开始视频 IU]^&e9u  
-     光路图介绍 ~!d/8?!  
 该应用示例相关文件： 5,;`$'?a%  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 T<joRR  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Ty@=yA17  
(ihP`k-.  
?Xo*1Z =  
QQ：2987619807 %|l8f>3[