[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) +prr~v
gE  
应用示例简述 @-L4<=$J  
1. 系统细节 ~\UH`_83[  
 光源 EAPLe{qw:q  
— 高斯激光束 SFj:|S=v6j  
 组件 !x%$xC^Iz  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Q+Sx5JUR~  
— 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 m$ubxI)  
 探测器 uBr^TM$k&  
— 视觉感知的仿真 6k1;62Ntk  
— 高帽，转换效率，信噪比 riy@n<Z4  
 建模/设计 !CnkG<5z>  
— 场追迹： z0yPBt1W  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 a9+l:c@  
LqDj4[}  
2. 系统说明 u\&F`esQ2  
T5:p^;?g  
GKT^rc-YT-  
5a0&LNm  
3. 建模&设计结果 ##_`)/t,  
;,OZ8g)LH  
不同真实傅里叶透镜的结果： =>y%Aj&4  
s-S#qGZ  
2r =8&~9z  
AW6"1(D  
4. 总结 3Z taj^v  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 i]8+JG6  
_?aI/D  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 p7Q}xx  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 r+yl{  
$,s"c(pv[,  
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。 p+ki1!Ed  
'yIz<o
 
应用示例详细内容 )0tq&  
(**k4c,  
系统参数 }$5e!t_K  
@v:p)|Ne;  
1. 该应用实例的内容 zfm-vU  
hFLLg|@  
Ig.9:v`  
UtpK"U$XOU  
:S_3(/} \  
2. 仿真任务 GIs *;ps7w  
x5Z(_hU  
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。 oh@
|*RU  
n[`KhRN  
3. 参数：准直输入光源 RaX:&PE  
/XeCJxo8  
>3,t`Z:  
6u6,9VG,  
4. 参数：SLM透射函数 2Nau]y]=  
'^6jRI,  
&Bc$8ZR  
5. 由理想系统到实际系统 =KCAHNr4?  
vIK+18v7  
o&PPW~D+h@  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 HOPi2nf{  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 |B` mWZ'"  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Y}aaW[  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 C"JFN(f  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 $={^':Uh  
=D}]
|ie  
l`V^d  
(G#QRSXc\  
J Gpy$T{t  
应用示例详细内容 'v42QJ"{  
Nfdh0v  
仿真&结果 dJYW8pcKT  
J;mvD^`g  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ]y52%RAKI  

2 yY.rs  
 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)。 G*].g[
'  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Gd:fh5u':  
 为优化计算加入一个旋转平面 >ow5aOlQ&  
~A-1x!YiU  
`{ 6K~(  
~V:@4P  
2. 参数：双凸球面透镜 u@ psVt   
+kdZfv>  
Q9C;_Up  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 fMSB  
 由于对称形状，前后焦距一致。 S@WzvM  
 参数是对应波长532nm。 YS|Ve*t(L=  
 透镜材料N-BK7。 q<2b,w==  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 z~R:!O-  
rF>7 >wq  
z}sBx9;  
B?|url6h  
lA1l  
ex}6(;7)O  
3. 结果：双凸球面透镜 fg8"fbG`:  
O&(@Ka  
`&rt>Bk /  
 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。 |mO4+:-~D+  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 _+?v'#  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 3ug-cq  
d_r1}+ao  
<:gNx%R  
Kz`g Q|S  
=yy7P[D  
4. 参数：优化球面透镜 <6(&w9WY  
hiM nU  
N-Jp; D  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 D$OUy}[2`.  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 rcx'`CIJ  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 9}_ccq  
 透镜材料同样为N-BK7。 M6mJ'Q482  
<`/22S"  
e>a4v8  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *>%tx k:)  
S.$/uDwo  
q8_8rp-@  
@$bEY#*C  
5. 结果：优化的球面透镜 LE1#pB3TG  
|5h~&kA  
sBuOKT/j  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 @|hn@!YK  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ~$Fg
iW  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Z91GM1lrf8  
WU" Lu  
|
[lmW%  
wm<`0}  
6. 参数：非球面透镜 ztRe\(9bL  
=8!FY"c*  
#3WKm*T/  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 <RFT W}f!  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 aGRD`ra  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 6k@(7Mw8A  
#@cOyxUt  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 hfBZ:es+  
$ZEwz;HNo  
{"x>ewAf  
(X?'}Ur  
|8:IH@K*  
7. 结果：非球面透镜 #F~^m  
u#c3T'E  
Oz:J8l%  
 生成期望的高帽光束形状。 +"HLx%k  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 <PayP3E
 
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 [|)Eyd[G  
e~+VN4D&b>  
'. '}  
tU :,s^E"#  
NGYUZ\m  
8. 总结 2 u{"R  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 _K#LOSMfj/  
"B~ow{3  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 PI5a'k0F  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {#]vvO2~$  
}0 BKKU+  
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。 Q#2gjR r  
F.%g_Xvk:  
扩展阅读 u*aFWl]=  
c@]_V  
扩展阅读 MBO3y&\S4  
 开始视频 +F9)+wT~;q  
-     光路图介绍 zxV,v*L)  
 该应用示例相关文件： e_6-+l!f  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 
mg)ZoC  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 }z$_=v  
@/w($w"  
QS*!3?%  
QQ：2987619807 ]0+5@c