[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) >pj)va[Q  
应用示例简述 x~n]r[!L  
1. 系统细节 /=+Bc=<lZ  
 光源 sV$Zf `X)  
— 高斯激光束 QQW]j;'~  
 组件 cIB[D.  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 =2R0 g2n  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 x2$Y"b?vz  
 探测器 m5kt O^EU  
— 视觉感知的仿真 K['Gp>l  
— 高帽，转换效率，信噪比 #4wia%}u  
 建模/设计 ^hyp}WN  
— 场追迹： V:>ZSW4,^  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 K
;P<c,9X/  
^/:G`'  
2. 系统说明 OqlP_^Zz7p  
V}po  
;Vlt4,s)  
y#?AW`|  
3. 建模&设计结果 $I4:g.gKpG  
vfpK|=[7o  
不同真实傅里叶透镜的结果： h:~ 8WV|  
Mx_
O'D  

i_ z4;%#?  
Q'R*a(pm  
4. 总结 ZK$<"z6{  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 U#' 
WP  
p8|u0/;k  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ]>H'CM4JR  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %Z!3[.%F  
A#x_>fV  
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。 Qzq3{%^x_  
L)-1( e<x  
应用示例详细内容 Cs?[ 
 
atYe$Db  
系统参数 ;)ji3M  
%}1v-z  
1. 该应用实例的内容 hVf;{p &  
D{G~7P\.  
@; 0t+  
VB&`g<  
o8!uvl}:9  
2. 仿真任务 7>!Rg~M  
-E,p[Sp  
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。 apw/nhQ.[  
4elA<<  
3. 参数：准直输入光源 r"_SL!,^  
z!>ml3  
v|@1W Uc,g  
Kp?j\67S  
4. 参数：SLM透射函数 5sI9GC  
rJUXIV>z  
{/}p"(
^  
5. 由理想系统到实际系统 m'YYkq(5%Z  
oa2v/P1`  
hjx=?  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ' i<}/l  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。
C)R#Om  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 M~LYq
  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 rUWC=?Q  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 a`_w9r+v  
wLOS,=  
}/g1s71  
zot_
jSV  
!lk9U^wnd  
应用示例详细内容 1YJ@9*l  
q~G@S2=}0}  
仿真&结果 z\r29IRh  
k.Q4oyei  
1. VirtualLab中SLM的仿真 .j^=]3  
(U^f0wJg  
 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)。 _ Y8jl,J  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 xY$@^(Q\  
 为优化计算加入一个旋转平面 3Q~zli:  
\Ws$@J-M  
:,1kSM%r  
_a-At  
2. 参数：双凸球面透镜 &7Lg)PG  
4)+L(KyB2  
-cs$E2 -  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 \oy8)o/Gb  
 由于对称形状，前后焦距一致。 YW'l),Z  
 参数是对应波长532nm。 OoOr@5g  
 透镜材料N-BK7。 
Hwiftx  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 h7cE"m  
-cL wjI  
*!&,)
''  
8Q\ T,C  
vCsJnKqK  
}-2U,Xg[  
3. 结果：双凸球面透镜 pu,|_N[xq8  
bm#/ KT_8  
B'!I{LC  
 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&\|,,(
 
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .BrYz:
#A  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ;QqC c!b  
p n(y4we  
#bmbK{[  
-i*]Sgese  
7 jiy9[  
4. 参数：优化球面透镜 734<X6^1  

TpAso[r  
4'GosQ85  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 v#b(0G  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 W:V.
\  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 @nxpcHj  
 透镜材料同样为N-BK7。 8;5@5Au  
VkZ3Q7d  
-AZ\u\xCB  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %1z`/B  
xY<*:&  
`IH*~d]  
{I]>!V0j!  
5. 结果：优化的球面透镜 0^mCj<g  
C1po]Ott*  
E<r<ObeRv`  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 E5 uk<e_  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 @ w?,7i-S  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 {q.|UCg[L  
DQ9}('^  
s>ohXISB[  
xyyEaB  
6. 参数：非球面透镜 &*9
' 0  
Uj twOv|pF  
o>e-M  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 bD
<hzOa  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 h4N&Ybfo  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 /A1qTG=Br  
,)Z1&J?  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 -
I.BQ  
!<= ^&\A  
ujh`&GiB+  
(Z?g^kjq)  
m\@q2l-  
7. 结果：非球面透镜 LZz]4Mf  
uy8mhB+]  
`P?!2\/  
 生成期望的高帽光束形状。  2c%b  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 V~

]&1  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 D),hSqJ"  
gIY]hC.  
w 3$9  
A}G>JL  
a}V
<CBi  
8. 总结 a3C\?5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 nJcY>Rp?  
yt#~n_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /PZxF  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 To =JE}jzo  
g
96]>]A<{  
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。 M+-1/vR *@  
$Qcr8~+a  
扩展阅读 g]jCR*]  
1)
J' pDa  
扩展阅读 R/jHH{T3  
 开始视频 q" @%WK  
-     光路图介绍 X.[8L^ldh  
 该应用示例相关文件： Tzr'3m_  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Esdw^MGL2  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 S#N4!"  
Ypwn@?xeP  
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QQ：2987619807 \T {<{<n