[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) _TjRvILC  
应用示例简述 HKG8X="  
1. 系统细节 dS;Ui]/J  
 光源 s+6tdBvzs  
— 高斯激光束 ;6{{hc4  
 组件 Gw?ueui<  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 F3&:KZ!V&m  
— 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 {lNG:o  
 探测器 yIqRSqM  
— 视觉感知的仿真 RwDXOdg
u  
— 高帽，转换效率，信噪比 |snWO0iF  
 建模/设计 mjJ/rx{kbw  
— 场追迹： M`Q
K{$1p  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 jYnP)xX;  
|]tsf /SA  
2. 系统说明 x(y=.4Yf+  
(?kCo  
5~=wia  
#s|,oIm  
3. 建模&设计结果 ?EA
&kZR]  
(]sk3 A  
不同真实傅里叶透镜的结果： z i3gE$7  
YbP}d&L  
C&&33L  
F{FSmUxzK  
4. 总结 drh,=M\F  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]QmY`pT
B`  
apv"s+  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %p tw=Ju  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ;Wig${  
BaOPtBYA:  
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。 hXQo>t-$  
[<IJ{yfx  
应用示例详细内容 s^ K:cz  
89a`WV@}  
系统参数 <M M(Z  
?D=t:=  
1. 该应用实例的内容 xqzB=0  
`lN Z|U  
<*5`TE0J  
+ wF5(  
B}npom\tC  
2. 仿真任务 yrV]I(Xe  
HOlMj!.  
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。 f4&k48Ds  
UszR. Z  
3. 参数：准直输入光源 d6{
0[T^L  
F/0x`l  
& 6~AY:0r  
4zx_L8#Z  
4. 参数：SLM透射函数 :1e'22[=.  
'kk B>g7B  
Gkz~xQy1T  
5. 由理想系统到实际系统 A3zO&4f ]  
U$T (R2@  
D]WU,a[$Bc  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 x).`nZ1  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 6cbIs_g  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 yNN_}9  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 [C(>e0r  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 02~GT_)$^  
za[;d4<}k  
D8wZC'7  
BxHfL8$1[$  
Wup%.yT~Ds  
应用示例详细内容 Ub<^;Du5  
~
6Df~uN  
仿真&结果 1}b1RKKj<  
J7s\  
1. VirtualLab中SLM的仿真 .DZ8kKY  
hwdZP=X  
 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)。 >;OwBzB  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 t7b\#o  
 为优化计算加入一个旋转平面 R*z:+p}oHy  
jGKasI`  
-'Y
@yIb
 
h,)UB1  
2. 参数：双凸球面透镜 XyE%<]  
h|Udw3N1L  
HL
p'^  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 tCirdwmg  
 由于对称形状，前后焦距一致。 r
c
)vVv  
 参数是对应波长532nm。 vV7L :>  
 透镜材料N-BK7。 "xY]&  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 D-4\AzIb  
.T }q"  
<%Afa#  
~4[4"Pi>|  
DJ<F8-sb2r  
c;1Xu1  
3. 结果：双凸球面透镜 _4MT,kN  
=9'px3:'WR  
M>"J5yqR  
 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。 T^n0=|  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 |_
`wC  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 M8iI e:{ c  
xlU:&=|  
0I \l_St@  
/J`ZO$  
k4Ub+F  
4. 参数：优化球面透镜 lpHz*NZ0  
u[2B0a  
k&8&D  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 3tIno!|  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 [d/uy>z,  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 C'Z6l^{>  
 透镜材料同样为N-BK7。 ,zU7UL^I  
:OvTZ ?\  
[_,Gk]F=  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 'Xw>?[BB  
(jB_uMuS  
qGPIKu  
FW7@7cVoF  
5. 结果：优化的球面透镜 *^b<CZd9  
j[y,Jch  
q%xq\L.  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 u*i[A\Y  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 li Hz5<|  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 *{e?%!Q  
5u3SP?.&  
yQM<(;\O  
= 7TK&  
6. 参数：非球面透镜 e[AwR?=  
$2+(|VG4F  
]v{TSP^/  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ?3) IzzO  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 4+j:]poYG{  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ;]+p>p-#  
Ko|p&-Z;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 sLh %k  
zP$Ef7bB  
(<:mCPk(~  
qwx{U  
>s+TD4OfY  
7. 结果：非球面透镜 _wMYA8n  
rxVJB3P9  
s$ v<p(yl  
 生成期望的高帽光束形状。 ubvXpK:.  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ,V}Vxq3  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !c3li .  
$IU|zda8  
^w*$qzESy  
]fgYO+  
-w#Hy>E  
8. 总结 PC3-X['[  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 hd E?%A  
'7Aj0U(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 jLLZZPBK  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 kbF+aS  
3S_H hvB  
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。 5QoU&Hv  
_g#v*7o2@  
扩展阅读 .oR_r1\y  
D^%DYp  
扩展阅读 HECZZnM  
 开始视频 Hlg Q0qb  
-     光路图介绍 9?xc3F2EBD  
 该应用示例相关文件： W7ffdODb  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 B1C"F-2d  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ==z,vxr  
cqyrao3;  
!U2Wiks  
QQ：2987619807 [,1\>z|&