[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) #\X)|p2  
应用示例简述 =Ks&m4  
1. 系统细节 bTeuOpp  
 光源 [/hoNCH!  
— 高斯激光束 PH%t#a!j3/  
 组件 7hn[i,?` H  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 )2y [#Blo  
— 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 6 DQOar>d  
 探测器 $,Xn@4  
— 视觉感知的仿真 [\Wl~ a l  
— 高帽，转换效率，信噪比 ~\-=q^/!  
 建模/设计 Ynf "g#(  
— 场追迹： fsOlg9  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ?yAb=zI1b  
r>8`gAhx  
2. 系统说明 /'{vDxZf R  
Nk-xnTZ"  
GtmoFSZ  
JQbaD-  
3. 建模&设计结果 QyTNV  
dY$nw  
不同真实傅里叶透镜的结果： ?3D
Fm  
T$M
Xsq  
("=q-6$G  
:1f,%Z$,q  
4. 总结 Y_]y :H  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ^~l@ _r  
]v:,<=S  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /z^v%l  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^[[@P(e>  
[4qvQ7Y !  
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。 MbYgGE,LA  
OF1^_s;  
应用示例详细内容 W="pu5q$5  
pR0!bgC  
系统参数 >j]Gz-wC  
9mtndTT 5u  
1. 该应用实例的内容 kygj" @EX  
mgjcA5z  
L=#B>Eu  
L
8.A|  
D`41\#ti  
2. 仿真任务 z
I9jxwXU  
nO`[C=
|  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 ql.[Uq  
bp8sZK"z  
3. 参数：准直输入光源 of7'?]w  
'$yy  
~^Al#@  
K;THYMp/[  
4. 参数：SLM透射函数 u$nmnd`g  
G1X73qoHT<  
cJm},  
5. 由理想系统到实际系统 B;Z _'.i,d  
Q!-"5PX  
e"EGqn&!  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 DfkGNBY  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。
d/TFx  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 CPsl/.$tC  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 3:sc%IDP  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 }n^}%GB  
nRq[il0 `i  
"<^ Vp
-7r  
XOS^&;  
`mZ1!I-T  
应用示例详细内容 RigS1A\2l  
"7(@I^'t6  
仿真&结果 v8uUv%Hkd  
`K$;K8!1  
1. VirtualLab中SLM的仿真 w5-^Py  
gi:M=  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 k_^ 4NU  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 /HqD4GDoug  
 为优化计算加入一个旋转平面 fk2Uxg=[  
pR*3Q@Ng  
D][I#vh  
ze+S_{  
2. 参数：双凸球面透镜 &QHmo*  
|j8#n`'  
\ X6y".|-  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ]=|iO~WN  
 由于对称形状，前后焦距一致。 C]zgVbu  
 参数是对应波长532nm。 - 3<&sTR  
 透镜材料N-BK7。 z __#PQ,n  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 y </i1qM  
BlqfST#6  
>9g^-~X;v  
4Im}!q5;:<  
E}36  
;%>X+/.y0  
3. 结果：双凸球面透镜 0icB2Jm:D}  
DAN"&&  
:w4H$+j  
 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。 D*HK[_5  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 8,CL>*A  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 k]TJL9Q  
OWN
|W,  
jNIz:_c-~  
i-k(/
Y0  
aO<H!
hK  
4. 参数：优化球面透镜 (ke<^sv7!  
,b+Hy`t  
`AdHyE  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 6|Rj YX  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 iVqF]2>  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Ki)hr%UFw  
 透镜材料同样为N-BK7。 Xn<|6u  
giN(wPgYP  
uMC0XE|S  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 $- Z/UHT  
mL,{ZL ^  
M?$tHA~OX  
SYOU&*  
5. 结果：优化的球面透镜 8HSGOs =8  
t6+>Zr  
URTJA<r8D  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 %Z
lnGr  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 0g@*N4  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 lo>:S1  
MD+eLA7  
Rk{2ZUeg  
><@& &u.  
6. 参数：非球面透镜 JAL"On#c#0  
rHtX4;f+><  
6tM@I`l  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 lU3Xd_v O  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Nk>6:Ho{G  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 _lk5\bu  
K;
f=l5  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 k1WyV_3  
RKz _GEH)  
3dI(gm6  
OoAZ t  
l_=kW!l  
7. 结果：非球面透镜 SYK?5_804  
RQ51xTOL4]  
-IS?8\Q<  
 生成期望的高帽光束形状。 S>?B)  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 tgm(tDL  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 :&D$Q 4  
Vg"Ze[dA  
Tb]'  b  
S4X['0rX!  
4>[tjz.?k  
8. 总结 qv+}|+aL:  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 X1h*.reFAL  
fm,:8%  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 AqP\g k  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `?Xt ,  
4=n%<U`Z/  
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。 |a[ :L  
o)6udRzBv  
扩展阅读 `r8bBzr@%  
"
LH*T  
扩展阅读 u&Dd9k
Mz  
 开始视频 1
5~+Ga4  
-     光路图介绍 vR\[IV?  
 该应用示例相关文件： s((_^yf  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Sst`*PX:  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 =E%<"FB  
+^.Q%b0Xx  
('pxX+  
QQ：2987619807 gbRdng7(}