[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)
-*1d!  
应用示例简述 \V;F/Zy(  
1. 系统细节 P)Jgs  
 光源 n\mO6aJ  
— 高斯激光束 /6)<}#  
 组件 f\|w'  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 BtkOnbz8X  
— 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 Ua
:}Vn&!  
 探测器 5T
H~.^`Fi  
— 视觉感知的仿真 0yk]o5a++  
— 高帽，转换效率，信噪比 ^pp\bVh2Q]  
 建模/设计 Dj"F\j 1  
— 场追迹： ;AG8C#_  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ~[t[y~Hup  
n1Yp1"2b[  
2. 系统说明 %z=le7  
Q*D;U[  
rDdoOb]B  
{&&z-^  
3. 建模&设计结果 4>wP7`/+y  
g9 .Q<JwO  
不同真实傅里叶透镜的结果： \j$&DCv
 
yuh *  
~nmoz/L  
x+\`gK5  
4. 总结 ju8>:y8  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 LQ@"Xe]5  
AP3a;4Z#  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 )HEa<P^kJl  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 5?f ^Rz  
M[NV)q/)  
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。 )*u8/U  
d-oMQGOklb  
应用示例详细内容 %Hu5K>ZNYp  
mVj9,q0  
系统参数 9Gvd&U  
a1T'x~ '  
1. 该应用实例的内容 sU=H&D99  
Na<pwC  
CXH&U@57{  
))qy;Q,  
esJ~;~[@(r  
2. 仿真任务 l|u>Tb|V  
[F+}V,  
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。 `

./$&'  
atj(eg  
3. 参数：准直输入光源 9=s<Ld  
]a>n:p]e  
!Mx$A$Oj>  
y#`tgJ:  
4. 参数：SLM透射函数 m&d|t>3<  
%[GsD9_-  
|44Ploz2b  
5. 由理想系统到实际系统 kpuz]a7pK  
;xy"\S]  
\UA[  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Xu{1".\  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ]>!K3kB  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 aHD]k8m z  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 RTYvS5G  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 HVRZ[Y<^  
[DuttFX^x  
-oGdk|Yn  
[z:
!j$K  
YqscZ(L:y  
应用示例详细内容 _YRFet[,m  
'B|JAi?  
仿真&结果 ]U+LJOb  
_O?`@g?i  
1. VirtualLab中SLM的仿真 GblA
9F7  
"69s)~  
 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)。 *
;W+>W  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Zpt\p7WQ  
 为优化计算加入一个旋转平面 +w`2kv  
.'6gZKXY  
10Q ]67  
p%ki>p )E|  
2. 参数：双凸球面透镜 : 6jbt:  
}{Pp]*I<A  
9X6h  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 3l~^06D  
 由于对称形状，前后焦距一致。 }J}-//[A  
 参数是对应波长532nm。 +|3@=.V  
 透镜材料N-BK7。  m!!/Za  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 w7L{_aom  
D\v+wp.  
hgG9m[?K  
ic:zsuEm  
"x0^#AVg  
E:68?IJ  
3. 结果：双凸球面透镜 [jQp
~&
nY  
b=C*W,Q_#  
yX>K/68  
 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。 9cbd~mM{  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 i}f"yO+Q+  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 RNk\.}m  
>58YjLXb  
K-)] 1BG  
(XTG8W sN  
K8|r&`X0  
4. 参数：优化球面透镜 /xBb[44z8  
z_$%-6  
|l^uEtG  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ,_ H:J.ik  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Qp5VP@t  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ktXM
|#  
 透镜材料同样为N-BK7。 +HpA:]#Y  
{lzWrUGO  
EU 6oQ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Wtd/=gmiI  
&&8x%Pml  
bSlF=jT[S  
+.PxzL3?  
5. 结果：优化的球面透镜 k9R4Y\8P  
?=msH=N<l  
! I:%0
D  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 s]0{a.Cpv  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 oSKXt}sh  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 KK4`l}Fk:n  
O/(`S<iip  
q9K)Xk$LF  
Wis~$"  
6. 参数：非球面透镜 net@j#}j-  
a.\:T,cP>  
wU36sCo  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 <NY^M!  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 $rBq"u=,0+  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 2a)xTA#  
^Z+?h&%%  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 h2A <"w  
76Cl\r
V  
&t@jl\ND  
RLXL&  
4Z=_,#h4.  
7. 结果：非球面透镜 tY<4%~%X  
UgSB>V<?  
bH9kj/q\b  
 生成期望的高帽光束形状。 jOunWv|  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 8'[7 )
I=  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ua$GNm  
f}ji?p  
d"mkL-  
n,(sBOQ  
%(#y5yJ]  
8. 总结 i>A s;*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4B1v4g8}  
%XDc,AR[  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /t57!&  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 5lmHotj#  
TER=*"!  
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。 ? (Oy\  
}eU*( }<^  
扩展阅读 V7Lxfoa4  
c|y(2K)o[=  
扩展阅读 k,6f &#x  
 开始视频 %nZo4hnr$r  
-     光路图介绍 xC:L)7#aw  
 该应用示例相关文件： #U4F0BdA  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 sqwGsO$#  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 h8S.x)  
6 7.+ .2  
3{64 @s  
QQ：2987619807 [A~xy'T