[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) PaP47>(  
应用示例简述 mg[=~&J^  
1. 系统细节  ]hpocr  
 光源 d^ L`do
t  
— 高斯激光束 d&&^_0O  
 组件 wQgW9546  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 "1$OPt5  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 Q9tBHz  
 探测器 rY4{,4V  
— 视觉感知的仿真 B4
bC6$Lg  
— 高帽，转换效率，信噪比 8fKt6T  
 建模/设计 U2\g Kg[-Q  
— 场追迹： G&)A7WaC  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 <]eWr:;  
;f#%0W{":  
2. 系统说明 R(@B4M2  
oFB~)}f<v  
U+CZv1  
mw!D|  
3. 建模&设计结果 RJYuyB  
(zIP@ H  
不同真实傅里叶透镜的结果： AWsO?|YT  
!*HH5qh6  
j2\bCGY  
k"Y9Kc0XoU  
4. 总结 j$'L-kK+  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -D?T0>  
J3KY?,g3O_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 TCYjj:/  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 B!0o6)u'  
?lW-NPr  
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。 Eo 5p-  
=k
H7  
应用示例详细内容 5+\[x`  
t}>6"^}U  
系统参数 .I$Q3
%s  
<^snS,06  
1. 该应用实例的内容 |Wd]:ijJ  
_U(b  
fDt#<f 4;  
8!2NZOZOS  
|=
L~>G  
2. 仿真任务 &b8Dy=#  
4*'5EBa1  
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。 wi^zXcVj  
?$i`K|  
3. 参数：准直输入光源 Cj"+` C)l  
((&
_m9a  
Nd'+s>d0
 
,r
~pf(nz  
4. 参数：SLM透射函数 GjN/8>/  
*yKw@@d+p  
& 9}L +/,  
5. 由理想系统到实际系统 4scY8(1  
G8dC5+h  
rOQ@(aUAZ  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 KI)jP((  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Sm-gi|A  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 !)gTS5Rh:  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。
s ;EwAd(  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 j3 ,6UjlU  
soh)IfZ
 
p vone,y2  
Z^ynw8k"  
uJ<nW%}  
应用示例详细内容 pxP,cS  
9eO!_a^  
仿真&结果 E0; }e  

ziZLw$)  
1. VirtualLab中SLM的仿真 dz@L}b*  
HwfBbWHr'  
 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c4\i  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 .<&o,D  
 为优化计算加入一个旋转平面 Ey<vvZ  
q2 K@i*s  
JrlDTNJj'  
#tX\m;  
2. 参数：双凸球面透镜 S. my" j  
_RI`I}&9Z  
F/,K8<|r>  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 &Ui*w%  
 由于对称形状，前后焦距一致。 wJ#fmQXKJ5  
 参数是对应波长532nm。 Mh [TZfV  
 透镜材料N-BK7。 u&{}hv&FY  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 EGpN@  
(Z(O7X(/  
D>Ij  
}]O* yFR{j  
Y'K+O  
N zrHWVD  
3. 结果：双凸球面透镜 1
EE4N\  
1eQfc{[g  
|NuX9!S  
 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。 :yg:sU  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 w_zUA'n+  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 1^&
qlnqH  
I ACpUB  
t6-He~  
<X@XbM  
7G6XK   
4. 参数：优化球面透镜 lO^Ly27  
'Mp8!9=&  
+c4-7/kE  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 }E[u" @}  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 U~9Y9qzy,  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 wxC&KrRF  
 透镜材料同样为N-BK7。
\
3nu &8d  
Y)~Y;;/G  
4}0DEH.Vx  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 GD*rTtDWn  

i;:gBNmo=  
+=.>9  
UqVcN$^b  
5. 结果：优化的球面透镜 w=e_@^Fkx  
)9F o  
^(
}D  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 TpnJm%9`)t  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 VycCuq&M  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 &8=wkG%  
GjVq"S  
cV;<!f+  
U&F1}P$fb  
6. 参数：非球面透镜 F+ ,eJ/]  
+M )ep\j  
hM_0/o-  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 |l\!  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 _:N+mEF  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 qKt*<KGeY  
2EO WbN}M  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Bh`Y?S  
rE->z
  
pFB^l|\ ]  
nK!yu?mS  
31VDlcnE  
7. 结果：非球面透镜 rC!!X  
/#<R  
gKPqWh  
 生成期望的高帽光束形状。 seQSDCsvw*  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 9F~e^v]zp  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 \@\r`=WgB  
k4n4BL  
3/?^d;=  
y nue;*rM  
!O*'mX  
8. 总结 ~mSW.jy}=-  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 kjj4%0"  
st_.~m!/  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =D>,s)}o3;  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 A{Kc"s4fO  
Tasmbo^mAF  
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。 |2
L|Zp&  
@Sr{6g
*I  
扩展阅读 ?&gqGU}  
^uWPbW&/q  
扩展阅读 kT@m*Etr{  
 开始视频 y 4 wV]1  
-     光路图介绍 hSN{jl{L`  
 该应用示例相关文件： {/)q=  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 9V'ok.B.x  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 mRurGa

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QQ：2987619807 *dAQ{E(rO