[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) C=IN "  
应用示例简述 Xq<_r^  
1. 系统细节 .gM6m8l9wp  
 光源 b
cT'!:  
— 高斯激光束 @}Q!K*  
 组件 c`/=)IO4%  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 oS}fr?  
— 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 9Q*:II  
 探测器 i52JY&N  
— 视觉感知的仿真 >UV}^OO  
— 高帽，转换效率，信噪比 4?bvJJuf)  
 建模/设计 > 6=3y4tP  
— 场追迹： IkG;j+=  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Az-!X!O*f  
;/kmV~KG  
2. 系统说明 ig .  
uy<<m"cA;  
gI"cZ h3}  
IVa6?f6H_  
3. 建模&设计结果 Z[0/x.pp$  
BR_fOIDc  
不同真实傅里叶透镜的结果： KXpbee  
.$ YYN/+W  
gVy`||z  
a7=lZZ?  
4. 总结 /8<c~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 |68u4zK  
0{u%J%;  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 [=tIgMmz  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Rf2mBjJ(z  
b|;h$
otC  
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。 mIPDF1=)  
Mz86bb^J  
应用示例详细内容 TB=_r(:l+  
IYHNN  
系统参数 UoUQ6Ij  
.g?D3$|K  
1. 该应用实例的内容 g_A#WQyh\'  
%NTJih`  
B=7maYeU  
Y9&na&vY?  
Oi]B%Uxy=  
2. 仿真任务 F S$8F  
nJ/}b/A{  
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。 bTZ.y.sI  
}Z t#OA $  
3. 参数：准直输入光源 K4+|K:e  
!H<%X~|,  
Rha|Rk~  
`%EcQ}Nr  
4. 参数：SLM透射函数 #K/JU{"  
ledr[)  
tkkh<5{C   
5. 由理想系统到实际系统 4tx6h<L#s  
K V  
#0\* 86  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 JfK4|{@  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ]ms+Va_/  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 SJlE!MK  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 F6b;qb6n  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 *"4l}&  
~*UY[!+4^=  
Mn<s9ITS-  
TtKKU4yp  
B#35)QI  
应用示例详细内容 -YmIRocx  
{,Rlq  
仿真&结果 Cud!JpL  
LafBf6wds  
1. VirtualLab中SLM的仿真 6`bR' 0D  
9sd}Z,l  
 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)。 B7YE+  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ;:+2.//  
 为优化计算加入一个旋转平面 e=eip?p  
zA:q/i  
^U96p0H"T  
a2kAZCQ  
2. 参数：双凸球面透镜 P=\Hi.]%  
b!`Ze~V  
Jf\`?g3#  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 wu &lG!#  
 由于对称形状，前后焦距一致。 i\gt @  
 参数是对应波长532nm。 +dRRMyxe4  
 透镜材料N-BK7。 bZK^q B  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 8lS RK%  
SBf=d<j 1)  
Zk>m!F>,p  
@$ lX%p>  
0>]&9'cn  
moh,aB#  
3. 结果：双凸球面透镜 &GvSgdttv  
|"9vq<`  
&0"*.:J9  
 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。 mFxt +\  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Msfxce  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 :}/\hz ,  
e"XolM0IM  

q5@Nd3~h  
x K\i&A  
m({q<&]Qp  
4. 参数：优化球面透镜 8bO+[" c  
bn5O2  
pSIXv%1J  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Y9vVi]4  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 'zT7$ .L  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 yOvV"x]  
 透镜材料同样为N-BK7。 4xg1[Z%:  
~ _tK.m3  
O, :|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ?i\V^3S n$  
Qu7ML]e?z  
Qz%q#4Zb  
=MD)F  
5. 结果：优化的球面透镜 -U?%A:,a|  
NLYf  
b9 li  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 jUR* |  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 }1+2&Ps50  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 A )CsF  
X*d!A >s  
:?m"kh ~  
7.g,&s%q  
6. 参数：非球面透镜 ="%88
7e  
DB_oRr[oj  
m(kv:5<>  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 3webAaO  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 _%B,^0;C  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 c'Z)uquvP  
G{Ju2HY  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {_$['D^az  
QQS"K g  
Uspv^O9_  
/d Ua  
9L4;#cy  
7. 结果：非球面透镜 B>
\q!dX3  
M 0RA&  
xS+xUi  
 生成期望的高帽光束形状。 I69Z'}+qz  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 MTgf.  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Nl%5OBm  
\VW":+  
R$`&g@P="  
?A r}QN  
b'R]DS{8  
8. 总结 NE)w$>0M  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 h<PS<  
XH/!A`ZK  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :6EX-Xyj  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ]6|?H6'/`v  
(dO0`wfM  
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。 REi"Aj=  
iS"6)#a72  
扩展阅读 f.oY:3h:  
2_?VR~mA#  
扩展阅读 hjk]?MC  
 开始视频 bu\(KR$s  
-     光路图介绍 SNSoV3|k-  
 该应用示例相关文件： *p0n^XZ% ?  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 i??+5o@uTF  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 j>v8i bS(  
.N\t3\9}  
Txpj#JD  
QQ：2987619807 mYXL