[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) ya+eGD@N':  
应用示例简述 ^7l.!s#$b  
1. 系统细节 i.4L;(cg  
 光源 _g%Wx?K9  
— 高斯激光束 5kwDmJy  
 组件 A+JM* eB  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 won(HK\1p  
— 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 ELF,T(  
 探测器 8"C;I=]8  
— 视觉感知的仿真 X%S9H^9  
— 高帽，转换效率，信噪比 rUunf'w`e1  
 建模/设计 (qE*z  
— 场追迹： S#M<d~rK  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 $Cr? }'a  
+6vm4(3?  
2. 系统说明 @IaK:  
"HWl7c3q  
IN? A`A  
1dhp/Qh  
3. 建模&设计结果 SE0"25\_G  
R/H?/  
不同真实傅里叶透镜的结果： cZ(7/Pl  
O/gBBTB  
gnS0$kCJ:  
Dh*>361y-  
4. 总结 H}}]Gh.T  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 kcH?l  
J~Gq#C^e  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 {u BpM9KT  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Hv>C#U  
#;F1+s<|QJ  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 /jI>=:z  
S.o@95M  
应用示例详细内容 xg~ Baun  
=1o
_:VOG  
系统参数 YW@Ad  
ziuhS4k  
1. 该应用实例的内容 8aw'
Q
?  
P |c6V  
axOdGv5  
(rcH\   
w.qpV]9>  
2. 仿真任务 cdL$T6y  
;0V{^  
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。 + M2|-C  
XUUl*5^  
3. 参数：准直输入光源 I;`)1   
?i*kwEj=  
*Yk3y-   
d+KLtvB%M  
4. 参数：SLM透射函数 WU-.lg'c'  
/}?"O~5M"  
|F36^  
5. 由理想系统到实际系统 }Vw"7  
oDp!^G2A"  
=@b/Gl  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。  WpX)[au  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 P@'<OI  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ,R=Mr}@u
 
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 %&bO+$H3  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 wy&s~lpV,7  
R9gK>}>Y  
*]
%{ttR~  
R;6(2bTN6  
vukI`(#  
应用示例详细内容 }p0|.Qu9  
ZbJzf]y:6  
仿真&结果 4os7tx  
BnH<-n_  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Ch607i=  
b,YTw  
 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)。 $L>tV='  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 w">XI)*z  
 为优化计算加入一个旋转平面 I.I:2Ew+  
0qSd#jO  
n{j14b'  
'7Dg+a^x7  
2. 参数：双凸球面透镜 :
(,uaX>{  
)'(7E$d  
@giipF2$  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 fB[I1Z  
 由于对称形状，前后焦距一致。 XoM+"R"  
 参数是对应波长532nm。 uArs[e|f  
 透镜材料N-BK7。 y4s]*?Wz  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 7Zp'}Om<I  
-Cv:lJj  
<R>qOX8  
)BudV zg  
po+>83/!oq  
#/t^?$8\\  
3. 结果：双凸球面透镜 #(-V^T  
{ScilT  
 q%,q"WU  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 Qjh5m5e  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 JnH>L|G{;%  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 r6&f I"Yg  
}R*[7V9"  
x/47e8/  
"NSm2RU3  
0V ,R|Ln  
4. 参数：优化球面透镜 Z8tQ#Pu{  
oEvXZ;F@.  
!]4'f/  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 T(K~be  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 _7?o/Q?F%  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 x3O$eKy\|5  
 透镜材料同样为N-BK7。 ZWaHG_ U)  
MrEyN8X  
W4
Nbl  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ]&w>p#_C  
.ICGGC`O  
Q~<$'j  
-qz;  
5. 结果：优化的球面透镜 +CtsD9PA  
sG*1?  
L31B:t^  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 \Fj$^I
>C  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 vs;T}'O  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 K?:rrd=7q  
, A?o  
%k @"*  
$]EG|]"Ns  
6. 参数：非球面透镜 B'>(kZYMs  
!mH2IjcL  
8nw_Jatk1  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 o%X@Bz  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 d-nqV5  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ykc$B5*  
Tq[=&J  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 @SeE,<  
,5Jq ZD  
`J \1t K{  
0\#uxzdhJ  
qwJe
eax  
7. 结果：非球面透镜 ]+x;tPo  
DJP)V8]!B  
B]~#+rMK  
 生成期望的高帽光束形状。 }@Lbvaa  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 YqwDvJWX  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 &*iar+vr  
67Rsd2   
c<)C3v  
T(%U$ea-S  
[ah%>&u  
8. 总结 nf?;h!_7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (cJb/|?3  
7JNhCOBB  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 +O>1Ed  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ZOvMA]Rf  
&g;4;)p*8  
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。 +ew2+2  
(%]&Pe]  
扩展阅读 ?<VahDBS+A  
uCuXY#R+  
扩展阅读 ]etLobV  
 开始视频 VOH.EK?5  
-     光路图介绍 <kI
g>+  
 该应用示例相关文件： IBm&a^  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 }XVz?6
  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 8 St`,Tq)  
}2 zJ8A9-  
`r;e\Cp  
QQ：2987619807 xB"o 7,