[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) Zgy2Pot  
应用示例简述 0?5%  
1. 系统细节 ,#'o)O#  
 光源 Gw\G+T?M-  
— 高斯激光束 J1c&"Oh  
 组件 \ ]kb&Qw  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Zs3]|bUR
 
— 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 MoKXl?B<  
 探测器 S}v{^vR  
— 视觉感知的仿真 PPj6QJ]R0  
— 高帽，转换效率，信噪比 li3PR$W V  
 建模/设计 <mo^Y k3  
— 场追迹： p~d)2TC4#  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 O=#/DM;  
Jc"$p\ $-  
2. 系统说明 giSG 6'WA  
bWC~Hv  
y 8d`},  
<R`,zE@t'(  
3. 建模&设计结果 FSYjp{z5  
iRj x];:Vu  
不同真实傅里叶透镜的结果： o trTrh  
mtWx ?x  
BJO~$/R?v  
:AqnWy  
4. 总结 8@LykJbP  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ko+M,kjwR  
Og;$P'U  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
#/B~G.+(  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 o+)LcoPu  
;@ll  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 u>Axq3F  
dl7p1Cr  
应用示例详细内容 &J&w4"0N'  
?/l}(t$H  
系统参数 ^?^|Y?f2P?  
HDW\S#  
1. 该应用实例的内容 3]kAb`9[K2  
G$x["  
TNyY60E  
Y^*$PED?  
^qzT5W\@  
2. 仿真任务 4KSP81}/\  
>gi{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。 %yuIXOJ  
Uhx2 _  
3. 参数：准直输入光源 h'YcNkM 2>  
9 K /  
IrwF B  
y1"^S  
4. 参数：SLM透射函数
{R{%Z  
*}iT6OJ  
5W]N]^v  
5. 由理想系统到实际系统 VY&9kN  
;,B@84'  
l& ^B   
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ;'
18  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ;k41+O:f@  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 >'1Q"$;  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 v!'@NW_  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 OB i!fLa  
4#7@KhK}  
'm!11Phe  
wPO@f~[Ji  
e/% ;  
应用示例详细内容 zQ|x>3  
eNC5' Z  
仿真&结果 (_n8$3T75  
cSs
/XJZ  
1. VirtualLab中SLM的仿真 mlw BATi  
B3+WOf5W  
 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)。 U#1yl6e\I  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 cCbr-Z&  
 为优化计算加入一个旋转平面 G-i_s6Wu  
Y)5uK:)^  
AA& dZjz  
+VW]
%6+  
2. 参数：双凸球面透镜 y $DB  
Cg\)BHv~  
xY'YbHFz  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。  iIEIGQx  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Joo)GIB  
 参数是对应波长532nm。 vAhO!5]>\  
 透镜材料N-BK7。 oJu4vGy0  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 BHE =Zo  
rHdP4:n  
ds[Z=_Ll  
(X7yNIPfA  
{}C7VS1  
v%7JZ<I'A  
3. 结果：双凸球面透镜 5'Ay@FJ:  
&+{xR79+&  
gV44PI6h  
 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。 ]{U*+K%,J  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 i&Cqw~.H  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 u]-El}*[  
KIY_EE$?  
WIlS^?5I<  
]
G&\L~P  
r$eL-jQmn  
4. 参数：优化球面透镜 y
Wk:u 5  
1;[ <||K  
(9_e>2_  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ^g){)rz|  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 9U1!
"/F  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 2}\sj'0&  
 透镜材料同样为N-BK7。 kRa$jD^?  
l+X^x%EA  
C4TD@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ywtDz8!^u  
"MP{z~Mmj  
Yy~Dg  
2-2LmxLG  
5. 结果：优化的球面透镜 pnb
$lpxt  
xT(.#9  
)tg*dE  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ;.m[&h 0  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 @].aFhH`)  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 o"CqVRR  
d-&dA_?  
,\RCgc  
?UIb!k>
 
6. 参数：非球面透镜 [o6<aE-  
RaqrVC  
5S?Xl|8E  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 B|w}z1.  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 KiHAm|,  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 CA~S$H\"  
aq**w?l  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 fP*C*4#X  
O4URr  
qo![#s  
../(gG9  
~.SU$  
7. 结果：非球面透镜 (VR
nv  
v3]M;Y\  
E_*T0&P.P  
 生成期望的高帽光束形状。 1O{67Pf  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 6n4S$a  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 [)KfRk?};2  
'7%9Sqx  
<m\TZQBD  
&$ 9bC't6  
s@9#hjv2  
8. 总结 P=g+6-1  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $x<-PN  
{<Zqw]  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 oOw"k*,h:S  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ttxOP   
WV5R$IqY  
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。 |MGw$  
[:Y^0[2  
扩展阅读
Yi,um-%  
DenCD9 f  
扩展阅读 m{"zFD/  
 开始视频 06r cW `  
-     光路图介绍 }'JPA&h|  
 该应用示例相关文件： ng\S%nA&J  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 :DP{YL|x  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 7hQl,v< 5  
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QQ：2987619807 AUd}) UR