[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) k%VV(P]sT  
应用示例简述 ft?J|AG  
1. 系统细节 ^W3xw[{  
 光源 s)8g
4Yc*  
— 高斯激光束 (VU: &.  
 组件 "qMd%RP  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 u=p([ 5]  
— 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 sj0Hv d9  
 探测器 OiJ1&Fz(  
— 视觉感知的仿真 lJ:B9n3OzT  
— 高帽，转换效率，信噪比 dl;^sn0s  
 建模/设计 QEm6#y  
— 场追迹： gdNEMT  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 s{'r'`z.  
F3;UH%L1  
2. 系统说明 _~-VH&g0R  
m7cp0+Peo  
m80QMosp  
rcY[jF  
3. 建模&设计结果 "b|qyT* Sl  
qMmh2a&  
不同真实傅里叶透镜的结果： j2k,)MHu!x  
at/besW  

Vj2]-]Cm  
@m<xpel  
4. 总结 qI5_@[S*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 diaLw  
QZYD;&iY&  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 wS hsu_(i  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |36d<b Io  
i%:oO KI  
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。 6Y`eYp5A  
Zb^0EbV  
应用示例详细内容 xbvZ7g^  
,1a6u3f,  
系统参数 MOJKz!%  
~]O~a}]g(  
1. 该应用实例的内容 L^Fni~  
~Yb5FYE  
qa.nm4"6+  
+j%!RS$ko  
;
vy"i
 
2. 仿真任务 <V5(5gx  
u$X[=  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 +>M^p2l*&  
[?Cv^t${+  
3. 参数：准直输入光源 ;wa-\Z  
9l]+rs+  
0L S,(v4  
-B*= V  
4. 参数：SLM透射函数 &'
TZU"_  
^mv F%"g  
'-N `u$3Y  
5. 由理想系统到实际系统 zn@<>o8hU  
}~DlOvsq  
Pv|g.hH9m  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 &5h{XSv  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 I}q
2)@  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Hbn%CdDk1  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 SIYBMe  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ;6KcX\g-  
aY@]mMz\
 
PzMJ^H{  
~:'tp28?  
.!e):&(8  
应用示例详细内容 iyKAw   
Ye% e!  
仿真&结果 Tty_P,  
X ^8@T  
1. VirtualLab中SLM的仿真  sC1Mwx  
PV$)k>H-  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 zkt`7Pg;J  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Z$LWZg  
 为优化计算加入一个旋转平面 B52n'.  
}Go?j# !  
#I8)|p?P  
LM\H%=*L  
2. 参数：双凸球面透镜 Oi%\'biM  
b+Vfi9<  
c<bV3,  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 P{fT5K|  
 由于对称形状，前后焦距一致。 (VV5SvdE  
 参数是对应波长532nm。 )eIC5>#.  
 透镜材料N-BK7。 {RH&mu  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 -FpZZ8=,M2  
E6JfSH
#  
nsn  
17P5Dr&  
-:cBVu-m  
cq+G0F+H  
3. 结果：双凸球面透镜 h K;9XJAf  
i<@"+~n~GK  
A0X'|4I  
 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@s+N  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 VaP9&tWXj  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 +q n[F70}  
!iv6k~.e'2  

-[/tS<U  
C0C2]xx{  
yX9 .yq  
4. 参数：优化球面透镜 'F2g2W`  
b3.  
6`Hd)T5{w  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Z5/*iun  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Y*VF1M,2_  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 WbJ|]}hJ\  
 透镜材料同样为N-BK7。 q)j b9e   
+FomAs1*f  
h4p<n&)F  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +MZsL7%  
9*~bAgkWI  
w'[JfMuP  
B7x(<!B  
5. 结果：优化的球面透镜 Ic2Q<V}oq  
yz}ik^T  
uA-1VwW+N  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 K*R  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 90wGS_P04  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 J.;!l   
i%@blz:_Y  
[~NJf3c"  
Xwp6]lx  
6. 参数：非球面透镜 ;*%3J$T+  
t=nZ1GZyM  
L|hELWru  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 A_e&#O  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 5ENU}0W  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 rU4;yy*b  
niA>afo  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 RGgePeaw  
^>wlj  
o$QC:%[#  
^[x6p}$  

*82+GY]  
7. 结果：非球面透镜 CCHGd&\Z  
!78P+i  
_C@A>]GT  
 生成期望的高帽光束形状。 w#v-h3XcF  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 shgZru  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 *I:a\o~$[  
lvAKL>qX  
_u3%16,o  
"D,}|  
e0<Wed  
8. 总结 z0H+Or  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )O],$\u  
23d*;ri5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 BT)PD9CN(  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 IM$ d~C  
s%QCdU ]  
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。 |.z4
VJi4  
`pb=y}  
扩展阅读 w=_q<1a  
ToK=`0#LNK  
扩展阅读 z"nMR_TTu  
 开始视频 YEa<
zhO8  
-     光路图介绍 f AY(ro9Q(  
 该应用示例相关文件： *(s0X[-  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 }<q
ZXb1  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ,|g&v/WlC%  
g@'2 :'\  
C2CR#b=)i  
QQ：2987619807  :yw8_D3