[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) ZDmL?mC  
应用示例简述 SzMh  
1. 系统细节 UVD D)  
 光源 1<_][u@  
— 高斯激光束 n<8WjrK  
 组件 1}wDc$O  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 N=1ue`i  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 r 1r@TG\  
 探测器 ny13+Q`^  
— 视觉感知的仿真 E42)93~C  
— 高帽，转换效率，信噪比 i0{\c}r:4b  
 建模/设计 rah"\f2  
— 场追迹： %oa@2qJ^  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 f5 bq)Pm&  
:38{YCN  
2. 系统说明 C7{VByxJ  
L3Y,z3/  
1}\p:`  
G%bv<_R  
3. 建模&设计结果 /";tkad^  
% vUU Fub  
不同真实傅里叶透镜的结果： g0zzDv7~  
vz4( k/  
8C3oi&av/{  
5m~9Vl-&  
4. 总结 ;"Gy5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~7ZZb*].(  
G"FO%3&|  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %9>w|%+;U+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,A`|jF  
aDRcVA$*  
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。 mh}D[K=~%  
} KyoMs  
应用示例详细内容 GLO3v. n;  
j ^j"w(a  
系统参数 N0S^{j,i  
4O-LLH  
1. 该应用实例的内容 &233QRYM  
2JK '!Ry)  
f1aZnl  
bI ;I<Qa  
Cik1~5iF  
2. 仿真任务 i24k ]F  
q3#[6!  
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。 Cqnuf5e>L  
rgIWM"  
3. 参数：准直输入光源 gV.?Myy  
\|S%zX  
JY CMW!~  
gPCf+>X{  
4. 参数：SLM透射函数 x,mt}>  
iz-z?)%  
d?X,od6  
5. 由理想系统到实际系统 tsg`
c;{  
~Fh+y+g?  
/HRKw D  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 f\oW<2k]~  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 :-jbIpj'  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 }MOXJb @  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 5 I_ :7$8  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 F6sQeU  
[Ep'm  
/o4e n  
gra
6&&^"  
*xxk70Cb  
应用示例详细内容 @LOfqQ$FE  
m"~ddqSMT  
仿真&结果 }=EJM7sM|k  
nPvys~D  
1. VirtualLab中SLM的仿真 :7LA/j  
sf2%WPK  
 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)。 By@65KmR"  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 gf>H-718F  
 为优化计算加入一个旋转平面 }o:LwxNO  
cVx SO`jZw  
j
z" >Kh.}  
$[A^8[//  
2. 参数：双凸球面透镜 t[2b~peNI  
H(;@7dh  
S~:uOm2t\  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 2z !
05]B%  
 由于对称形状，前后焦距一致。 3}\z&|  
 参数是对应波长532nm。 goiI*"6M  
 透镜材料N-BK7。 !$l<'K$  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 !T<,fR+8X  
L[2N zwO  
Fb1<Ic#  
(!fx5&F  
Ydrh+  
# l9VTzi  
3. 结果：双凸球面透镜 % WDTnEm  
?n{m2.H  
k-jFT3b$  
 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。 (km $qX  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ,X3D<wl  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 {,5.svO  
?<4pYEP  
5nib<B%<V  
YZfi-35@g  
5xr>B7MRM?  
4. 参数：优化球面透镜 gnZ#86sO  

KgM|:'  
ZgEV-.>P  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 e~ OrZhJ=_  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ]
d(Z%  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 69$R.  
 透镜材料同样为N-BK7。 (pCHj'  
K@e2%hk9x  
h{7>>  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003  GpTZp#~;  
vmNo~clt\  
Xbmsq,*]  
\2+ngq)  
5. 结果：优化的球面透镜 8!35 K  
Ju#j%!  
0#Gm# =F  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 GmNCw5F  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 O9N!SQs80  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 'eBD/w5U  
q1xSylE  
}ACg#;>/+  
-cUbIbW  
6. 参数：非球面透镜 T\.~!Q
  
(t3gNin  
hwUb(pZ  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Y>3z
peQ!&  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 .0yBI=QI  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ~*3Si(4l/  
,5<AV K-#Q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "Ia.$,k9  
IR3SP[K"  
7_3 PM 3C  
fc
p_<2KH  
7./-|#  
7. 结果：非球面透镜 GKEOjaE  
Cm8h b
  
fX:q]  
 生成期望的高帽光束形状。 T]Q4=xsv  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 =#4>c8MM  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 aC'6
 
QsKnaRT  
oMYFfnoAa  
ZYY~A_C  
wKdWE`|y  
8. 总结 ~pH!.|k-&  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \kV|S=~@  
,)U%6=o#}  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 U.Vn|s(`z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +MHIZI  
Ar~<l2,{r  
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。 _~tF2`,Y_p  
kLF3s#k  
扩展阅读 \kKd:C{  
V%;dTCq  
扩展阅读 ^GYVRD  
 开始视频 Q;l%@)m+~  
-     光路图介绍 L;g2ZoqIr0  
 该应用示例相关文件： 2N |iOog  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 %j@/Tx/  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 m4uh<;C~  
Iw?f1]  
T1RY1hb|g>  
QQ：2987619807 BE&8E\w