[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) DTsD<o  
应用示例简述 YIIc@)  
1. 系统细节 =
eS?`|  
 光源 NBBR>3nt  
— 高斯激光束 (+xT5 2  
 组件 u^i3@JuX  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 > Xij+tt{  
— 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 
OXl0R{4  
 探测器 5zZQt+Ip  
— 视觉感知的仿真 C]3:&dx9  
— 高帽，转换效率，信噪比 T
#:b  
 建模/设计 `PeC,bp  
— 场追迹： p Djt\R<f  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 p<mBC2!%  
eA``fpr  
2. 系统说明 -2u)orWP  
A@Zqh<,Ud  

j,9/eZRZ  
\J#&]o)Y  
3. 建模&设计结果 6#qt%t%?D  
&Cm]*$?  
不同真实傅里叶透镜的结果： oLq N  
|+[Y_j  
N9*QQ0  
ZP@NV|B  
4. 总结 g HxR
w  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 QX&Y6CC`]  
f)Y~F/[$P  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 tv~Y5e&8  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 / $s(OFbi#  
X(.[rC>  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 f`}/^*D  
+T4}wm  
应用示例详细内容 @w(|d<5l:L  
|TQ4:P1T  
系统参数 3xdJ<Lrq  
W1LR ,:$  
1. 该应用实例的内容 d0Ubt  
+7AH|v8  
0S&J=2D!  
G^.tAO5:f  
YdIZikF#  
2. 仿真任务 0V86]zSo  
1_
;{1O+B  
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。 mH\2XG8nV  
o=Mm=;H  
3. 参数：准直输入光源 se]&)%p[  
'n\PS,[1R  
5}! 36SO\  
4pelIoj  
4. 参数：SLM透射函数 ][#|5UK8L  
5')]Y1J  
1;B&R89}  
5. 由理想系统到实际系统 ( *K)D$y  
.wlKl[lE2  
8A::q;  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Lp4F1H2t-  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 q"S,<I<f  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 qzO5p=}  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Y" rODk1  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 5DkEJk7a  
BnDCK@+|Q  
6V@_?a-K  
F!4V!VWA}  
hd(TKFL^y  
应用示例详细内容 ?4aW^l6/  
t
TubW=H  
仿真&结果 e"{"g[b/7  
>p;&AaXkoG  
1. VirtualLab中SLM的仿真 pp7 $Q>6  
;+#Nb/
M  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 % -+7=x  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 5v`lCu]  
 为优化计算加入一个旋转平面 (plT/0=^t  
x%[NK[^&  
/EegP@[  
Of$R+n.  
2. 参数：双凸球面透镜 \IudS{ .?;  
nG{o$v_|  
&N+`O)$  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 CPeu="[
 
 由于对称形状，前后焦距一致。 sX*L[3!vN  
 参数是对应波长532nm。 l%?4L/J)#  
 透镜材料N-BK7。 c5 AaUza  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 DO+~    
Dfc% jWbA  
xirq$sEl  
DnG9bVm>  
19
pFNg'kA  
,`k6@4  
3. 结果：双凸球面透镜 b353+7"|  
Hi/[  
n\<7`,  
 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。 "68X+!  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 PX2b(fR8_O  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 #Q-#7|0&  
2Qh)/=8lM  
5ug|crX  
H!O
X1F  
njO~^Hl7  
4. 参数：优化球面透镜 $/@  L  
%B1)mA;  
EE`[J0 (  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 vW!O("\7K<  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 '|),?  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 bhbTloCR  
 透镜材料同样为N-BK7。 2mMi=pv9  
?~.:C'  
0E,QOF{o  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 1;i|GXY:h  
B4*y-Q.*  
j{2 0  
,oSn<$%/q  
5. 结果：优化的球面透镜 C+jXH)|iq  
HY?#r]Ryt  
jt: *Y  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 gy~2LY!}  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 )PYh./_2  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `L[q`r7  
wJp1Fl~  
3/uvw>$  
U
UZm]G+  
6. 参数：非球面透镜 pFZ$z?lI  
B!8X?8D  
1^V.L+0s]  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 >&R@L KP  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 |%
fNLUJ)  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 S'w}Ir  
1@|%{c&+9  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 72J=_d>+  
:D;pDl  
GM1.pVb  
/vi Ic %=  
f#m@eb  
7. 结果：非球面透镜 j!oX\Y-:&  
S')
DAx  
6#K.n&=*  
 生成期望的高帽光束形状。 "U
hE'\()  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 +ZiYl[_|  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Soe2Gq  
v6Y[_1  
2_o\Wor#  
wgolgof  
<Kr`R+Q$DN  
8. 总结 br 3-.g  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 I@O9bxR?  
"xHK*  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 @qjN>PH~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 YGs'[On8  
MtF0/aT  
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。 8fBhX,1  
Vm8dX?  
扩展阅读 9^N(s7s  
f}4A,%:1  
扩展阅读 >"b\$",~6  
 开始视频 z7L+wNYwg  
-     光路图介绍 |M t2  
 该应用示例相关文件： +~of#  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ydY 7 :D  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 t0v>J9  
[q_62[-X  
qdKqc,R1{  
QQ：2987619807 Ie=gI+2