[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) ,lm=M5b  
应用示例简述 UpfZi9v?W  
1. 系统细节 &| !B!eOY  
 光源 dv!r.  
— 高斯激光束 ~3CVxbB^<  
 组件 G1d(,4Xp  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 O/b+CSS1  
— 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 $1Z6\G O  
 探测器 A@$kLex  
— 视觉感知的仿真 % frfSGf.#  
— 高帽，转换效率，信噪比 }k7'"`#?"  
 建模/设计 gXy-Mpzp  
— 场追迹： VkZ.6kV  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 %8r/oS  
vFQ,5n;fF  
2. 系统说明 )`+YCCa6F  
jfp z`zE  
QyGnDomQ  
wCCV2tk  
3. 建模&设计结果 lV6dm=k  
Zu/<NC (  
不同真实傅里叶透镜的结果： i9A~<
 
Riry_   
%j+xgX/&  
ub K7B |p  
4. 总结 fU+Pn@'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 _
O]xey^r  
Q5a)}6-5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 v }\,o%t^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 }}r> K}  
|E3X  
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。 f_=~H<j!  
$`J_:H%  
应用示例详细内容 #hw>tA6
 
(gXN%rsY  
系统参数 _Z
Y\,_  
Um.qRZ?  
1. 该应用实例的内容 ,wAz^cK|  
Z`Z5sj 4{  
n<7q`tM#  
ytAWOt}`  
7cTk@Gq  
2. 仿真任务 H/fUM  
(u1m]WYL  
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。 @)6jE!LC  
#& ?g %'  
3. 参数：准直输入光源 e'9r"<>i  
7h9U{4r: M  
"TOa=Tt{,  
$E!J:Y=
 
4. 参数：SLM透射函数 W!L+(!&H  
H17-/|-;0!  
* ?Jz2[B  
5. 由理想系统到实际系统 /)3Lnn
{W  
0JjUAxNq  
(eWPis[  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 f!_ ctp  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 PkuTg";  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 60>.ul2  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 /j2H A^GT  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 2f~($}+*  
9pKGr@&   
#]Y>KX2HG  
F>hZ{  
q(M:QWA q  
应用示例详细内容 jM)C4ii.-$  
cmwPu
K$  
仿真&结果 eD?3"!c!  
GX{XdJD  
1. VirtualLab中SLM的仿真 iEyeX0nm  
R:aa+MX(1  
 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)。 XzIx:J6  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 07v!Zj  
 为优化计算加入一个旋转平面 <If35Z)~  
k?GD/$1t  
}iB|sl2J  
YX*x&5]lq  
2. 参数：双凸球面透镜 Y"g.IK`V  
r=.A'"Kf  
+j14Q$  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ^Q<mV*~  
 由于对称形状，前后焦距一致。 m"eteA,"k_  
 参数是对应波长532nm。 kS5_&#  
 透镜材料N-BK7。 >/$Fh:R-  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 a?h*eAAc.  
,MPB/j^o5!  
(.Y/  
26?W nu60  
bPKOw<  
k;W@LfP  
3. 结果：双凸球面透镜 OPJ: XbG  
hB;
VCg8  
9p* gU[  
 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。 8)*2@-Rp  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 jEdtJEPa  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 #SVNHpx  
R7jmv n  
qFX~[h8i+  
K kW;-{c  
YUU-D(  
4. 参数：优化球面透镜 Z6C=T;w  
BimjQ;jtI  
'wasZ b<^  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 /wShUR{  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 .R*!aK  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 pW0dB_  
 透镜材料同样为N-BK7。 Rgy-OA  
BAj-akc f  
T VmH  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2zSG&",2D  
M,5j5<7  
h5_G4J{1  
@Hb'8F  
5. 结果：优化的球面透镜 1F8 W9b^D  
u6V/JI}g  
`?g`bN`Vn  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 }TQ{`a@  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Y}*\[}l:&x  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 U6Z
R->:  
moj]j`P5a  
g>0XxjP4  
JG[o"&Sd
 
6. 参数：非球面透镜 YpAg  
d,vNem-Z*L  
MTER(L  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 0kQPJWF  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 o;a:Dd  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Zv_.na/^K  
, ^F)L|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 |s#'dS;  
z{"2S="  
#PDf,^
 
NgCuFL(Ic  
aJL^AG  
7. 结果：非球面透镜 o}Odw;  
TC~Q G$NW  
W6T|iZoV"r  
 生成期望的高帽光束形状。 FsB^CxVg  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 _I`,Br:N  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ECdvX0*a  
etT +  
b*;"q9u5  
\l"&A  
n%R;-?*v  
8. 总结 b `2|I {  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 fJ\sguZ  
K3uG2g(>2  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "'8KV\/D  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 x83 !C}4:  
n?\ nn3  
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。 !Fw?H3X!"q  
n,eJ$2!J  
扩展阅读 &1l=X]%  
>-_d CNZ  
扩展阅读 '}g*!jL  
 开始视频 uPYmHA}_/  
-     光路图介绍 x\&`>>uA  
 该应用示例相关文件： HkV1sT  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 j*
e6vX  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 svelYe#9z  
PiV7*F4qI.  
}>^Q'BW;65  
QQ：2987619807 l$K,#P<)