[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) b:%>TPT  
应用示例简述 kt;X|`V{5z  
1. 系统细节 V<nzTh
M\  
 光源 TvdmgVNP  
— 高斯激光束 SxT:k,ji  
 组件 pbm4C0W}  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 'w9tZO\2  
— 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 c yN_Sg  
 探测器 o~GhV4vq  
— 视觉感知的仿真 7?hCt  
— 高帽，转换效率，信噪比 e[e2X<&0RT  
 建模/设计 o)-Qd3d%S  
— 场追迹： 6K<vyr40  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 :EA,0 ,  
$~ItT1k_  
2. 系统说明 {I2jLc  
'Z&A5\~  
)0d3sJ8  
! B)Em  
3. 建模&设计结果 n!tCz<v  
H9jj**W ;$  
不同真实傅里叶透镜的结果： z1]RwbA?1  
has5"Bb  
MCYrsgg}  
$fh?(J  
4. 总结 o}%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 DTr0u}m  
Y,&)%Eo<  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 iWtWT1n8n  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 1^$Io}o:S  
ZGp8$Y>r  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 D@j `'&G  
;2X1qw>  
应用示例详细内容 OK2wxf  
x3M`l|  
系统参数 74Kl!A  
beIEy(rA  
1. 该应用实例的内容 ?SQT;C3j(  
7qh_URt@  
da2BQ;  
bo@1c0  
{(aJrSE<z  
2. 仿真任务 "+HZ~:~f  
b9\=NdyCY  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 h<uRlTk  
S*\`LBl"nX  
3. 参数：准直输入光源 isDr|g$S  
cPtP?)38.  
(sPZ1Fr\o  
0,VbB7 z  
4. 参数：SLM透射函数 *.~M#M 9c  
WS,p}:yPZG  
B6ys5eQ  
5. 由理想系统到实际系统 m$$U%=r>@  
sa*hoL18  
-$mzzYH  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 7qnw.7p  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 o!j? )0d  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 \9 ^wM>U  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ]C'r4Ch^  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 b9"Q.*c<Z^  
7ZJYT#>b  
=MoPOib\n  
Y%Saz+  
o{ U= f6  
应用示例详细内容 CaK 0o*D  
%7hYl'83  
仿真&结果 G:A` n;E0  
"S6d^  
1. VirtualLab中SLM的仿真 *!B,|]wq=  
! WQEv_G@  
 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)。 xe_c`%_  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 K{"+eA>CU  
 为优化计算加入一个旋转平面 =o9 %)  
$e0sa=/  
.PF~8@1ju  
%"{SGp  
2. 参数：双凸球面透镜 ! 5]/2  
6LUB3;g7  
M<Eg<*  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 R{Cj]:Ky  
 由于对称形状，前后焦距一致。 6R"& !.ZF  
 参数是对应波长532nm。 HbV[L)zYG  
 透镜材料N-BK7。 %/~Sq?f-9@  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 RD,`
D!  
wl}Q|4rZ  
+AXui|mn  
6$`8y,TMSt  
.`iOWCS  
@0+@.&Z  
3. 结果：双凸球面透镜 fF<~2MiKw  
[9*+s  
ofRe4 *\j  
 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。 |"\A5v|1  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 F DXAe-|Q  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 NouT~K`'  
'BtvT[KM  
SmC91XO  
+.gZILw  
i.6c;KU  
4. 参数：优化球面透镜 8)'OXR0/  
X8y&|uH  
1@;Dn'  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 <08)G7  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 sF f@>  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 '\=aSZVO  
 透镜材料同样为N-BK7。 S0du,A~  
=5',obYN>c  
Jro)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 x7>' 1  
3hGYNlQ^  
<Zn]L:  
2w+w'Ag_R  
5. 结果：优化的球面透镜 g-Vxl|hR  
F7x]BeTM  
B[epI3R  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 'de&9\  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 5$d>:" >  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 EWrIDZi  
yxik`vmH  
nD{o8;  
Jx!#y A;  
6. 参数：非球面透镜 W2&o'(P\  
F}wy7s2i  
T]HeS(  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 B/0Xqyu  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 jEVDz  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 oIrO%v:'!  
F2QFQX(j  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 x+EkL3{  
u%!/-&?wF  
L7;8:^ v  
@IhC:Yc  
#oW"3L{,  
7. 结果：非球面透镜 XXPn)kmWR  
9sG]Q[:.]  
VkdGGY  
 生成期望的高帽光束形状。 "ngULpb{R  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 f$ 9O0,}%O  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 >mJH@,F:  
=h0vdi%{  
G!dx)v  
eu={6/O
 
hz:h>Hwy  
8. 总结 )Fon;/p  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 sPX&XqWx  
%|j`z
?i|  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 mX 3p  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6~c#G{kc  
v|\3FEu@  
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。 ~-R%m  
cX7 O*5C  
扩展阅读 ];xDXQd  
P q0%oz  
扩展阅读 P9`R~HO'`  
 开始视频 4>A|2+K\  
-     光路图介绍 plL|Ubn  
 该应用示例相关文件： &^2SdF  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 3P@D!lV&K  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 CRBj>  
TyDh\f!w  
m<H{@ZgN(  
QQ：2987619807 `AYq,3V