[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) <f*
0 XJ#  
应用示例简述 <>:kAT,sP  
1. 系统细节 C;ye%&g>  
 光源 zKutx6=aj  
— 高斯激光束 >6dgf
`U  
 组件 3OZ}&[3  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 [KKo
EZ  
— 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 t(yv   
 探测器 p[eRK .$!  
— 视觉感知的仿真 xle29:?l  
— 高帽，转换效率，信噪比 ?`XKaD! f  
 建模/设计 gn%"df
m  
— 场追迹： ~;W%s  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 b1OB'P8  
D5p22WY  
2. 系统说明 <f6Oj`{f4  
cjW]Nw  
Pm
_=  
WDZi @9X_  
3. 建模&设计结果 a
=O!\J  
Pla EI p  
不同真实傅里叶透镜的结果： GND[f}  
@RP|?Xc{?  
dB5DJ:$W$  
T,fz/5w  
4. 总结 'nno)kQ"  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 `jHGNi  
Vh8uE  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &M!:,B  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ]*|K8&jxl  
\);rOqh  
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。 Sf8d|R@O  
O2e"TH3  
应用示例详细内容 ^bG!k]U!2  
SMyg=B\x?7  
系统参数 {JgN^R<5<f  
9& j]  
1. 该应用实例的内容 nM`)`!/  
(AYD@  
K?4(ou  
R;o_*  
7yp*I[1Qf>  
2. 仿真任务 GpL#,qYc  
D6u>[Z[T  
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。 IoA;q)  
I,eyL$x  
3. 参数：准直输入光源 tp<VOUa  
Q\76jD`m\  
l+6(|"md  
sFQ|lU"
n  
4. 参数：SLM透射函数 ShpnFuH  
>$DqG$D  
(4LLTf0  
5. 由理想系统到实际系统 Pcs@`&}7r  
V1.F`3h~  
&[kgrRF@HU  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 :3f2^(b~^  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 C)
j)j&  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 1RA$hW@}  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 kdCOcJB  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。
l i-YkaP  
8:xo ~Vc  
YkX=n{^  
%S.U`(.  
nY)Pxahm7  
应用示例详细内容 iC-ABOOu{l  
L])w-  
仿真&结果 Q8y|:tb$Y  
fXe-U='  
1. VirtualLab中SLM的仿真 h>:RCpC  
ItADO'M  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 : qRT9n$  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 l{9h8]^  
 为优化计算加入一个旋转平面 <q\) o_tH  
de9l;zF  
Z@!W?Ed  
tY=%@v'6?  
2. 参数：双凸球面透镜 K"7;Y#1g  
5#.\pR{Gd  
GDp p`'\  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 /Ph&:n\4  
 由于对称形状，前后焦距一致。 9Z'eBp  
 参数是对应波长532nm。 CDnz &?  
 透镜材料N-BK7。 N?0y<S ?!  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 (PcK(C!}=\  
aa8Qslm  
nM-SDVFM  
sdYj'e:N  
u=o"^  
pm~;:#z7  
3. 结果：双凸球面透镜 R Sz[6  
aLt{
X)?  
?3TV:fx"X  
 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|j
\ nQ  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 :xS&Y\ry  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 7CM03R[P  
E5G"QnxR>N  
AYIz;BmWy  
{$YD-bqY  
'<< ~wt  
4. 参数：优化球面透镜 3n(gfQo-o  
 F'FZ?*a  
_G #"B{7  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 zK4 8vo  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ) Zo_6%  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 /1~|jmi(  
 透镜材料同样为N-BK7。 S?\hbM]V-o  
heZy 66  
wZ8 MhE  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 A]Tcj^#  
fGf-fh;s  
'z}M[h K]  
ywynx<Wg  
5. 结果：优化的球面透镜 ~vSAnjeR  
V!77YFen %  
F] ?@X  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。
aq+IC@O  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 yISQYvSN  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 E? eWv)//  
D`:d'ow~KQ  
xX/s1(P  
:q64K?X  
6. 参数：非球面透镜 7k=F6k0)  
/CI%XocB  
30 [#%_* o  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 E<Dh_K  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 *UBP]w  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 p^igscPF6  
)R8%'X;U  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +6hl@Fm(  
\DU^idp#  
p&sK\
 
r}0C8(oq  

Va@6=U7c  
7. 结果：非球面透镜 ur<eew@8@i  
7ec0Xh1  
AwXt @!(  
 生成期望的高帽光束形状。 Bug}^t{M  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 z{pC7e5  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Cb{A:\>Q{  
}\f(qw  
^{*f3m/
 
xshArJ&A  
@>G&7r:U  
8. 总结 6b]1d04hT  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 b-BM"~N'  
|ck ZyDA  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ,9Z2cgXwJ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 q11QAx4p  
yS)-&t!;  
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。 slge+xq\J  
-jxWlO  
扩展阅读 B)rr7B  
Wm)-zvNY;  
扩展阅读 p,w|=@=  
 开始视频 hqs$yb  
-     光路图介绍 6h2x
~@  
 该应用示例相关文件： ,2,SG/BB  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 6Lg!Lodu  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 =! N _^cb  
U=F-]lD  
B;GxfYj  
QQ：2987619807 X'FEOF