[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) +r;t]  
应用示例简述 p8@
&(+z  
1. 系统细节 w4}Q6_0v  
 光源 mf{M-(6'  
— 高斯激光束 JsuI&v  
 组件 Tbv w?3  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 chKEGosbF  
— 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 #>,E"-]f  
 探测器 AJ
&j|/  
— 视觉感知的仿真 f8N*[by  
— 高帽，转换效率，信噪比 (U# Oj"  
 建模/设计 8-k`"QI=  
— 场追迹： 5G(dvM-n  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 )1Y?S;  
h!|Uj  
2. 系统说明 ;fW~Gb?"  
{7]maOg>7J  
yFb"
2  
E"S#d&9  
3. 建模&设计结果 |3T2}ohrr  
\O;/wf0Hg  
不同真实傅里叶透镜的结果： `sso Wn4  
G7v<Q,s  
c(2?
./\|  
#Ktk["6  
4. 总结 DQP!e6Of  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5XB]p|YU~s  
>JsVIfAF
 
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 MusUgBQy  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 A/UOcl+N  
7qUg~GJX  
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。 9s[   
 +PADy8  
应用示例详细内容 <Lxp t  
6m(? (6+;K  
系统参数 G6W|l2P!  
$':5uU1}  
1. 该应用实例的内容 ~]d9 J  
-C~zvP;a  
%cUC~, g_(  
s5mJ -  
aQ\SV0PI  
2. 仿真任务 :Rv+Bm  
M/9[P* VE  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 g}R Cjl4  
T$R#d&t  
3. 参数：准直输入光源 UF-'(  
\zFCph
4  
|gu@b~8  
ZX`x9/0&  
4. 参数：SLM透射函数 MD<x{7O12>  
3%GsTq2o  
oA~0"}eS  
5. 由理想系统到实际系统 r*$f^T!|  
% 33O)<?  
G!I5Er0pdy  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 .$W}  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 $/g`{OI]K  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 O-W[^r2e  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 
ocK4Nxs  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ftPhE)i  
H!X*29nX  
/.!&d^  
Y%eW6Y#  
8N9,HNBT$  
应用示例详细内容 @d|Sv1d%  
SSE,G!@
 
仿真&结果 u?MhK#Mr  
RfD#/G3|  
1. VirtualLab中SLM的仿真 $^^M&[b-  
~Y*.cGA  
 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)。 047PlS  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 @}!?}QU  
 为优化计算加入一个旋转平面 uuD2O )v  
N5=}0s]e  
`RE>gX  
%@)q=*=y  
2. 参数：双凸球面透镜 .-& =\}^2l  
PHIc7*_  
aBY&]6^-  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 {cLWum[SY  
 由于对称形状，前后焦距一致。 2 V\hG?<  
 参数是对应波长532nm。 $E^sA|KcT  
 透镜材料N-BK7。 c1+z(NQ3  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 U"Bge\6x=  
y&8`NS#_p?  
V/"RCqY4  
noa+h<vGb  
V?x&\<;,  
<[}zw!z  
3. 结果：双凸球面透镜 4h--x~ @  
md18q:AG)  
&Fuk+Cu{  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 I/A%3i=H  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Z>Rshtg  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 i(.PkYkaq  
b3%a4Gg&  
ebCS4&c  
%_p]6doF  
k$J!,!q  
4. 参数：优化球面透镜 tq'hiS(b  
[] "bn9 +  
sIaehe'B
 
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 bZfq?  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 iY2q^z/S
 
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ~.U\Y  
 透镜材料同样为N-BK7。 WpE"A  
|HY{Q1%
  
4s_5>r4  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &K[~Ab_  
+/mCYI  
>>C S8  
09Eg ti.  
5. 结果：优化的球面透镜 P()W\+",n  
D^F=:-l m  
'3Fb[md54  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 #X$s5H  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 p^ROt'eQ<  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 \j wx
W6>  
jHatUez4O  
edlf++r~  
:cXN Fu\C  
6. 参数：非球面透镜 0Db=/sJ>  
=<aFkBX-  
ZXiJ5BZ  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Q\xDAOEL  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ;Q/1l=Bn  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 \fI05GZ  
C;U4`0=8  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 i7YUyU  
FBouXu#  
lm&^`Bn)  
r#w7qEtD  
[GI2%uA0  
7. 结果：非球面透镜 &><b/,]  
x=x%F;  
+tg${3ti_  
 生成期望的高帽光束形状。 mO]dP;,  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 K~3Y8ca  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 >MRuoJ  
? }`mQ<~  
r6aIW8  
L 9cXgd  
u%"5<ll  
8. 总结 #NL'r99D/o  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 TPKD'@:x  
hPgYKa8u  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 }K,3SO(:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。  fWs*u[S  

z_{_wAuY  
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。 6^BT32,'  
swJQwY  
扩展阅读 $cm9xW&  
Wy/h"R\=  
扩展阅读 \GioSg  
 开始视频 psz0q|
 
-     光路图介绍 lU$0e09  
 该应用示例相关文件： Q~' \oWz  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ZUz7h^3@  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 oY; C[X  
`P:[.hRu  
%CgV:.,K  
QQ：2987619807
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