[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) qggRS)a  
应用示例简述 4JXJ0T ar  
1. 系统细节 pimI)1 !$'  
 光源 N2
lz{  
— 高斯激光束 )}Cf6m}  
 组件 s4Vju/  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 j,z)x[3}  
— 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 ?[%.4i;-h  
 探测器 r>.l^U9hJ  
— 视觉感知的仿真 G&4D0f  
— 高帽，转换效率，信噪比 K??jV&Xor  
 建模/设计 _Ih"*~ r/&  
— 场追迹： Yu9VtC1  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 fuWAw^&  
uA cvUN-@  
2. 系统说明 w4zp%`?D'  
~RZN+N  
bL{D*\HF  
Ds{bYK_y  
3. 建模&设计结果 <vu~EY0.  
++O
bsWZ  
不同真实傅里叶透镜的结果： w{]B)>! 1W  
ZZc^~  
3K/]{ dkD  
\gv-2.,  
4. 总结 i~*6JB|  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 dF|R`Pa2ML  
z80*Ylx  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 b{X
.lz0
 
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ec}9R3 m  
P2U4,?_e  
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。 :`0,f?cE  
n7zM;@{7  
应用示例详细内容 "chf\-!$  
gV*4{d`  
系统参数 x}x)h3e  
^;?
w<9Y  
1. 该应用实例的内容 XjYMp3  
`V.tqZF  

dkSd Y+Q  
A>(EM}\,  
cBHUa}:  
2. 仿真任务 Urksj:N  
t{B6W)q  
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。 H)y_[:[  
M
3dUGM  
3. 参数：准直输入光源 R
usiCo!r  
v
Y[u;VU  
qR , 5  
aD~S~L!  
4. 参数：SLM透射函数 5bol)Z9BO  
]eTp?q%0  
O.aAa5^uh  
5. 由理想系统到实际系统 8-smL^~%#  
PI8ag  
)a+bH</'  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 "kucFf f  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 a(h@4 x  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 $0]5b{i]  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 8zwH^q[`r  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 d Z+7S`{  
e`5:46k|  
m5hu;>gt  
}Fu2
%L>  
h}S2b@e|  
应用示例详细内容 Q1H.2JXr  
5F:\U  
仿真&结果 XD[9wd5w8  
DG3Mcf@5  
1. VirtualLab中SLM的仿真 s GrI%3[e"  
&((04<@e  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 IY?o \vC  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 C?\HB#41  
 为优化计算加入一个旋转平面 jank<Q&w  
d 5hx%M  
>q&e.-qL  
9YBlMf`KEf  
2. 参数：双凸球面透镜 cL"Ral-qB  
ux[13]yY  
za8+=?  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 M@0S*[O{"  
 由于对称形状，前后焦距一致。 rPHM_fW(O@  
 参数是对应波长532nm。 qtP*O#1q  
 透镜材料N-BK7。 4@-Wp]  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 (c[DQSj  
kioIyV\=  
ikPr>  
>.REg[P  
O:dUzZR['  
ldG$hk'  
3. 结果：双凸球面透镜 pFwe&_u]  
?W&a
jH_T  
XK(aH~7xme  
 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。 O@rZ^Aa  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 I#zL-RXT  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 U.|0y=  
g#5t8w  
v\XO?UEJ2  
L_IvR 4:j~  
B^x}=Z4  
4. 参数：优化球面透镜 _cbXzSYq&  
f{'NO`G  
mQtOx  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 WVL\|y728s  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 r\} O{ZO  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 _^^5  
 透镜材料同样为N-BK7。 &hzr(v~;  
o1Wf#Zq  
?j} Fxr  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 k6_
OP]  
hud'@O"R+  
f:9qId ;/M  
p vu% p8  
5. 结果：优化的球面透镜 z'EphL7r  
Aac7km  
c*)PS`]t  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 (HeIO  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 CWnRRZ}r  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 FFf ~Vmw  
rrZ'Dz  
gac/%_-HH7  
V}4u1oG  
6. 参数：非球面透镜 xllmF)]*Y  
Q!W+vh  
_Tma1~Gq  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 SwhArvS  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ATI2  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 $`/F5R!  
_[J>GfQd  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 SvD:UG  
"=9)|{=m  
}4xz,oN  
Dn;$4Dak(  
Oxh.&  
7. 结果：非球面透镜 2iWxx:e  
A#w*r-P  
>zv}59M  
 生成期望的高帽光束形状。 yrR,7vJ  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 IN!IjInaT@  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 w;T?m,"  
+/8KN  
a]R1Fi0n  
1?T^jcny:M  
XO4rrAYvW  
8. 总结 EA!I& mBq  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 }Ym~[S*x  
xA"7a  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ro@`S:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +~M`rR*  
7vK}aOs0  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 +?bOGU
ik  
|",/  
扩展阅读 QgW4jIbx  
[Ma d~;  
扩展阅读 1;y?!;FD  
 开始视频 \-)augq([  
-     光路图介绍 jX{t/8v/s4  
 该应用示例相关文件： GAcU8MD  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 2sXX0kq~V  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 n4Eqm33  
-$_h]x* W  
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QQ：2987619807 \BxE0GGky