[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) B}PT-S1l  
应用示例简述 66P'87G  
1. 系统细节 S_E-H.d"  
 光源 cBZKt  
— 高斯激光束 lEcZ/  
 组件 {`FkiB` i  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 5s=ZA*(sY  
— 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 _2eRH@T  
 探测器 >MuI-^3  
— 视觉感知的仿真 S>-x<'Os  
— 高帽，转换效率，信噪比 VH.mH<  
 建模/设计 \3
M<_73  
— 场追迹： JHxy_<p/  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 3pxZk%  
WrA!'I  
2. 系统说明 -C]k
YQ  
O_9M /[<  
[~3[Tu( C  
/6=IL  
3. 建模&设计结果 B3+9G,or  
;Av=/hU  
不同真实傅里叶透镜的结果： #ujry.m  
z%)~s/2Rs  
eb6Ux  
TY."?` [FK  
4. 总结 ''bh{ .x  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 bW]7$?acv  
~[_u@8l!mN  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^tMb"WO  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 L}~"R/iWCT  
9nM_LV  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 .3X5
~OH  
xRX2u_f$<  
应用示例详细内容 wMW."gM|  
^(j}'p,  
系统参数 Xkqq$A4  
C+0MzfLgf  
1. 该应用实例的内容 l}bAwJ?  
sf([8YUd  
&z;b
X-"E  
2 c 2lK  
*1H8 &  
2. 仿真任务 @ 0'j;")XV  
r}**^"mFy  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 !^yH]v  
D6$*#D3U  
3. 参数：准直输入光源 kB)u@`</mV  
diz=|g=w  
a2!U9->!  
GM~Ek]9C%  
4. 参数：SLM透射函数 `!udU,|N  
w)rd--9f  
<2n5|.:>  
5. 由理想系统到实际系统 U<YcUmX  
rD\)ndPv  
g"Tb\  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 F@tfbDO?  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 r|_@S[hZg  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 o=nF.y  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ;u8a%h!  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 1dhuLN%Ce  
Y&XO:jB  
;p(I0X  
b8 ^O"oDrp  
=*5< w  
应用示例详细内容 UkTq0-N;2  
^Q\Hy\  
仿真&结果 `pYyr/  
}Q?a6(4  
1. VirtualLab中SLM的仿真 \{a!Z&df  
/szwVA  
 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)。 ELN1F0TneH  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 45,):U5  
 为优化计算加入一个旋转平面 Op'&c0l  
5|jsv)M+  
>T#" Im-  
M ZAz= )-  
2. 参数：双凸球面透镜 _f1;Hho
a  
h+ms%tNT  
*mJ\Tzc)  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 z:ZXdB)L)  
 由于对称形状，前后焦距一致。 4;bc!> sfC  
 参数是对应波长532nm。 @<jm+f"MP  
 透镜材料N-BK7。 ^OOoo2  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 F%:74.]Y  
I7#^'/  
`h'7X(  
AxfQ{>)0  
>B<#,G
 
]6 HR  
3. 结果：双凸球面透镜 `Frr?.3&-  
9SBTeJ$RZ  
-@tj0OHg  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 SsEpuEn  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 K))P 2ss  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 OQIr"  
(!PsK:wc  
95E#  
jqj4(J@%yr  
([dwZ6$/J  
4. 参数：优化球面透镜 y`i?Qo3  
jLA)Y [h  
#N$\d4q9  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 kWacc&*|  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 @uz(h'~  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 UcKVLzKs  
 透镜材料同样为N-BK7。 lWn}afI  
O#k eoC4  
oj[~H}>  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4H^ACw  
!9{hbmF#  
1cc~UQ  
njZJp|y6  
5. 结果：优化的球面透镜 }4T`)  
yk'L_M(=  
${rWDZ0Z  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 f62rm[  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ~"_!O+Pj  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 )Ii`/I^  
\*&?o51!e  
ZXN`8!]&  
D@O5Gd  
6. 参数：非球面透镜 @u`W(Ow  
~
MsHV%  
DgK*>A  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ($!uBF-b  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 lQiw8qD  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 d'&OEGb<  
;B;@MD,B  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5 1N/XEk  
vS"h`pL  
Wx8:GBM$2  
3AglvGK7{  
MkHkM  
7. 结果：非球面透镜 g\?v 5  
}30Sb&"  
T*gG <8  
 生成期望的高帽光束形状。 x[$KZGK+GL  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 eXD~L&s[  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ]l C2YD}  
7M _ mR Vh  
.zl[nx[9"D  
*];QPi~  
"dGN0i  
8. 总结 '&hd^9]Lo  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 sVBr6 !v=  
Dkb`_HI  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 O9zMD8  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \<(EV,m2  
0e+#{k  
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。 9-V'U\}L  
M 87CP=yc  
扩展阅读 m?4hEwQxf  
6Q\|8a  
扩展阅读 _WvVF*Q"k  
 开始视频 LGW:+c  
-     光路图介绍 a]7g\rg)  
 该应用示例相关文件： Ww60-d}}Q  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 71%$&6  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 7V8k =  
,`RX~ H=C  
I*^t!+q$  
QQ：2987619807 @MVul_@6