[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) r0Cc0TMdj  
应用示例简述 JXhHitUD  
1. 系统细节 V eD<1<  
 光源 ^Fop/\E  
— 高斯激光束 31cC*  
 组件 %B#(d)T*-  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 b'5]o  
— 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 \gU=B|W  
 探测器 &x mYpQ  
— 视觉感知的仿真 :6T8\W  
— 高帽，转换效率，信噪比 kO)+%'L!8  
 建模/设计 ~ZxFL$<'3  
— 场追迹： vG2&qjY1  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 g %e"KnU  
r.~^h^c]  
2. 系统说明 %C1*`"Jb&  
NA/hs/ '  
#Rw9Iy4  
}Ghh%]  
3. 建模&设计结果 ZC!GKWP2  
@lO(QpdG  
不同真实傅里叶透镜的结果： XX9u%BZ~  
n !oxwA!  
[t{ed)J  
MJ%gF=$X  
4. 总结 e/J|wM9Ak  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (\qO~)[0  
8lJMD %Df:  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 WGC
'k s ^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 B|pdqSI  
+\D?H.P  
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。 uG:xd0X+W  
=X24C'!Mpe  
应用示例详细内容 13f@Ox$  
G&DL)ePu]m  
系统参数 7O\sQ]i6  
RIg `F#,3  
1. 该应用实例的内容 y]YUuJ9a  
%fzZpd]v=,  
Pkq
?tm$#  
bAkCk]>5  
I `I+7~t  
2. 仿真任务 \~4IOu  
Z{p)rscX  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 H6Dw5vG"l  
/t$J<bU  
3. 参数：准直输入光源 v "Yo  
muZ6}&4  
o 00(\ -eb  
xkPH_+4i8  
4. 参数：SLM透射函数 Ug~]!L  
h!4jl0oX]  
g
=q1@)  
5. 由理想系统到实际系统 Z<ABK`rEO  
{g@?\  
BJ$\Mb##3@  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 *?<yg
zX  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 iQ7S*s+l5O  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 mDB?;a>  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 1{0 L~  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 by0@G"AE+  
6!Z>^'6  
L&nqlH@+~  
mcgkNED  
%7vjYvo>  
应用示例详细内容 +Dwq>3AH  
\YN(rD-  
仿真&结果 $eQf5)5  
I%
#&@  
1. VirtualLab中SLM的仿真 _f1~r^(/T0  
\]7i-[  
 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)。 1Bl;.8he.)  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 "IE*MmsEz  
 为优化计算加入一个旋转平面 ,fR/C  
]A%S&q  
-rXo}I,VI  
t_\;G~O9-M  
2. 参数：双凸球面透镜 a*GiLq  
^h^\kW'#  
<GRplkf`  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 $6Az\Iu *  
 由于对称形状，前后焦距一致。 _O w]kP='  
 参数是对应波长532nm。 "u=U@1 ^  
 透镜材料N-BK7。 Xpp%j  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 N{<9Njmm  
M>m+VsJV  
3Y6W)$Q  
-Rcl(Q}LZ  
X`' @G  
-s5>GwZt  
3. 结果：双凸球面透镜 DM[gjfMXu  
Of?3|I3 l  
N |nZf5{  
 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。 \]$TBN dJ4  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 )o\U4t  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 hY5tBL  
FsTl@zN  
1O@y >cV  
</@3}rfUPg  
78n`VmH~L  
4. 参数：优化球面透镜 2nsW)bd  
)&$p?kF  
YI!@
,t  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 66jL2XU<  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 PYPDK*Ie  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Fmo^ ?~b  
 透镜材料同样为N-BK7。 eJ2$DgB}t  
s^6"qhTa  
oe,37xa4  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 gT8%?U:  
-!JnyD  
VHlo}Ek<#  
XaH%i~}3  
5. 结果：优化的球面透镜 ek9Y9eJ"  
`^#V1kRmH  
Y%"73.x  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 P S [ifC  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 KDUa0$"  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 8H<:?D/tH  
9X%H$>s  
9EIOa/*  
g2t'u4>  
6. 参数：非球面透镜 b
8$(j2B~  
L-V+`![{  
Th%2pwvER  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 PY{])z3N  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 T#:n7$M|?A  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 5$;#=WAY  
'(o*l  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 #G`UR  
6B .x=  
B+Ox#[<75  
fBZAO  
a3?D@@Qnw  
7. 结果：非球面透镜 DuV@^qSbG.  
BL?Bl&p(  
a ]~Yi.H  
 生成期望的高帽光束形状。 6OOdVS3\J  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 co-dq\P  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 KMo]J1o  
H1^m>4ll9  
m.0:
R  
F\U^-/0,  
#eKg!]4-R  
8. 总结 . v L4@_  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 !`$xN~_  
C!%\cy%Xj  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 6r3.%V.&  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 $T%~t@Cv1  
^w1&A3=6  
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@*FTS  
AIK99  
扩展阅读 jXu)%<  
$-Wn|w+h<a  
扩展阅读 %hM8px4d  
 开始视频 @UgZZ  
-     光路图介绍 _t'S<jTI  
 该应用示例相关文件： 'Bc{N^  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 g E#43  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 g(`m#&P>G  
$22_>OsA  
A.@/~\  
QQ：2987619807 a"6AZT"8