[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) j B.ZF7q  
应用示例简述 7ThGF  
1. 系统细节 ZJZKCdT@  
 光源 1
I^uq>r  
— 高斯激光束 DrY5Q&S  
 组件 8M5a&35J"  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 {Xj2c]A1  
— 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}`S`fIw`  
 探测器 6/4?x)l3-  
— 视觉感知的仿真 xllk hD4F  
— 高帽，转换效率，信噪比 X{-@3tG<r  
 建模/设计 8dBG ZwyET  
— 场追迹： r=S6yq}  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 .#BWu(EYV  
|^&j'k+A  
2. 系统说明 
z]\CI:  
]
C
L9N  
ytsPk2@WR  
df'xx)kW  
3. 建模&设计结果 L2NO_N  
ea\b7a*  
不同真实傅里叶透镜的结果： fc,^H&
 
]TTQ;F  
P.j0Xlof  
rB<za I\V  
4. 总结 r/G6O  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 n#.~XNbxv  
8B|qNf `Yi  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Z'@a@Y+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 <dd(i  
^o|Gx  
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<  
Gl@-RLo  
应用示例详细内容 3P&K<M#\  
R, J(]ew  
系统参数 G\I DgPj`  
5Vj t!%?r  
1. 该应用实例的内容 X-mhz3Q&a  
}2X"  
+hW^wqk/.  
lY,dy
NFHV  
#$dk  
2. 仿真任务 ar
!`8"  
=Eimbk  
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。 6Z,j^: B  
i_KAD U&mP  
3. 参数：准直输入光源 EAE\'9T&g  
HK/T`p#  
2b`3"S  
|+|q`SwJ  
4. 参数：SLM透射函数 L6jD4ec8  
Pv>W`/*_,s  
[!Jd.zm  
5. 由理想系统到实际系统 qa!3lb_'M  
 HuCzXl  
lZI?k=rWv  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 !-OPzfHrI  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 RqenPMk  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 jJB+UF=  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 42If/N?  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 2X@|H  
w:0=L`<Eu  
}r)T75_1  
4,yS7l  
Te:
4z@?  
应用示例详细内容 GCEcg&s=\S  
^kElb;d  
仿真&结果 vp#AD9h1  
(oKrIm  
1. VirtualLab中SLM的仿真 FK2* O  
|hlc#t?  
 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)。 Uql|32j  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 )uJu.foE  
 为优化计算加入一个旋转平面 , (Bo .(]  
eOdB<He36  
Jh)x_&R&Q  
 #"6O3.P  
2. 参数：双凸球面透镜 [ BpZ{Ql  
p}r1@L s  
aJmSagr69C  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 $XOs(>~"r  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ?df*Y5I2  
 参数是对应波长532nm。 \*(A1Vk  
 透镜材料N-BK7。 1_aUU,|.  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 5R?[My  
u3Qm"?$`  
!pwY@}oL  
=gYKAr^p5  
C(Bh<
c0@  
7 B<  
3. 结果：双凸球面透镜 }K8W%h
<3S  
`o;E  
&:3uK`  
 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。 )e1&[0  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ]V4Fm{]  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 $0f(Gc|  
|lnMT)^D  
k/hD2tBLu  
[lmghI!  
Uzx,aYo X  
4. 参数：优化球面透镜 'DDlX3W-  
6hW ~Q  
VN5UJ!$?J  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 feI%QnK)U  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 D #`o  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Ui^~A  
 透镜材料同样为N-BK7。 wd 4]Z0;  
}r+(Z.BHM  
vzr?#FG  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 I 19 
/  
;E!(W=]*F  
Q"@x,8xW  
tz).]E D  
5. 结果：优化的球面透镜 yq
Y nd<K4  
C'_^DPzj  
OrZ=-9"  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ;$\?o  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 n.323tNY  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 OIqisQ7ZB  
0|D^_1W`R  
doERBg`Jh  
I"4Lma  
6. 参数：非球面透镜 *i=+["A  
U)P
NY  
p H5iv>H  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 c6;326aDq  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ?bq S{KF  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 &{x%"Aq/  
m,u5S=3A{!  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 \h#,qTE  
/F(wb_!  
4F-r}Fj3  
0c$0<2D%  
~"Kf+eFi  
7. 结果：非球面透镜 <8JV`dTywC  
>BDK?YMx  
G<5i %@  
 生成期望的高帽光束形状。 sp/l-a  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 +# 38  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 {x-iBg9#l2  
sy ]k  
N`G* h^YQ  
L,m'/}$  
+5zLQ>]z  
8. 总结 XMR$I&;G8  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 "5 /i  
 wfecM(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 e]1&f.K  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ({R-JkW:;  
5`!Bj0Uf  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 6 aE:vR2  
X J+y5at  
扩展阅读 eplz5%<  
"&_$%#HUv  
扩展阅读 6;O fh  
 开始视频 O!,WH?
r  
-     光路图介绍 <~%e{F:[#  
 该应用示例相关文件： X\z`S##kj  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 /8)-j}gZa  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Y]u6
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{.D^2mj|  
QQ：2987619807 H}Jdnu|ko