[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) 9c],<;{'  
应用示例简述 4H/OBR  
1. 系统细节 XW/o<[91  
 光源 /Oono6j  
— 高斯激光束 z:O8Ls^\T  
 组件 l;U?Z'n  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 P>T"cv  
— 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 iZ%yd-  
 探测器 6!o1XQr=Z  
— 视觉感知的仿真 Gj*9~*xm(  
— 高帽，转换效率，信噪比 7)m9"InDI  
 建模/设计 f1? >h\F8  
— 场追迹： XW9!p.*.U  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Bvj0^fSm  
MD]>g>  
2. 系统说明 ~[: 2I  
k)u[0}  
sLFl!jX  
Ac6=(B  
3. 建模&设计结果 & kIFcd@  
#$vEGY}1  
不同真实傅里叶透镜的结果： Rcv9mj]l  
$>gFf}#C  
zDp2g)  
49P4b<1  
4. 总结 QJNFA}*>  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 B!yr!DW
v  
9L9sqZUB
 
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 V]&\fk-{  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 q4q6c")zp  
m|# y >4  
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。 0YzpZW"+  
$( )>g>%  
应用示例详细内容
ax2B ]L2  
_@g;8CA  
系统参数 @o
^Ww  
o K@"f9  
1. 该应用实例的内容 67TwPvh  
4 :=]<sc,  
p<2,=*2  
?upM>69{  
hph4`{T  
2. 仿真任务 \jA~9  
Bt#N4m[X*|  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 ,[Fb[#Qqb  
(t.Nk
[  
3. 参数：准直输入光源 |o@%dH  
"L1Zi.)  
z2c6T.1M  
H"KCK6  
4. 参数：SLM透射函数 ] - .aL  
mq[ug>  
2tLJU Z1  
5. 由理想系统到实际系统 ]9XDS[<2`  
}
%z  
1}37Q&2  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 :KN-F86i  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 r/sNrB1U"y  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 sGb{9.WK  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 __@BUK{q  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 G`zm@QL  
G j1_!.T  
[Yyk0Qv|4  
/>Nt[o[r  
\1`O_DF~o  
应用示例详细内容 ,47qw0=C  
@KA4N`  
仿真&结果 eq"]%s  
nie%eC&U  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ]d`VT)~vje  
jIF |P-  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 DN/YHSYK  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 &?vgP!d&M  
 为优化计算加入一个旋转平面 l]cFqLp  
nd(S3rct&  
e*!kZAf  
|M_UQQAB|  
2. 参数：双凸球面透镜 7rPF$ \#  
h1{3njdr  
E e]-qN*8  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 +O5hH8<&b  
 由于对称形状，前后焦距一致。 , dp0;nkr  
 参数是对应波长532nm。 xCKRxF  
 透镜材料N-BK7。 *qMY22X  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Wvqhl 'J  
{PmZ9  
vI]N^j2%  
}-fl$j?9E  
80;(Gt@<"  
&OBkevg  
3. 结果：双凸球面透镜 Kg$Mx  
- YV>j  
ETLD$=iS  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 c(%|: P^  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。
ipILG4  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 1.X@;  
xKC[=E>z  
go"Hf_  
JLi|Td"1%  
`XB 9Mi=  
4. 参数：优化球面透镜 Z/K{A`  
n(|^SH4$b  
0^ibNiSP  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 H.2QKws^F  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 HmwT~  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 m`_ONm'T&  
 透镜材料同样为N-BK7。 UDni]P!E  
km40qO@3  
Uwi7
)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 gdoLyxQ  
_[y/Y\{I  
p^_yU_  
AK#1]i~  
5. 结果：优化的球面透镜 wT\49DT"7  
9S-9.mvop  
-]=@s  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 <|\Lm20G]  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ,: ->ErP  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `KQvJjA6  
\G3rX9xG  
"T"h)L<  
&w~
d_</  
6. 参数：非球面透镜 ukY"+&  
+U.I( 83F  

"Yca%:  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 w\brVnt  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 BCcjK6'  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 _,d~}_$`i  
"}JZU!?  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 VYhbx 'e  
2>H24F  
:\}(& >  
A={UL  
~WN:DXn  
7. 结果：非球面透镜 3Le{\}-$.  
orvp*F{7[H  
FkRo _?  
 生成期望的高帽光束形状。 f4Rf?w*  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 nJLFfXWx  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 fg{n(
TE"8  
4NIRmDEd  
(@}!0[[^  
Ip]KPrwp  
&yol_%C  
8. 总结 tdaL/rRe  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -B\HI*u  


gRT00  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 LYg- .~<I  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 3<zp  
~| 6[j<ziL  
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。 lUiL\~Gq  
L z1ME(  
扩展阅读 EUgs6[w 4  
6B ?twh)  
扩展阅读 -FlzEZ  
 开始视频 14'45  
-     光路图介绍 :<#nTh_@\'  
 该应用示例相关文件： Y7[jqb1D  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ]}(H0?OQR  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 .@Dxp]/B}  
~BkCp pI  
K:Q<CQ2  
QQ：2987619807 q8Z<{#oXu