[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) lc=C  
应用示例简述 G8lR_gD"!  
1. 系统细节 D/Y.'P:j  
 光源 \gL H_$}  
— 高斯激光束 %jY/jp=R  
 组件 gHC -Y 0_  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 DH_Mll>  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 Y$ ;C@I  
 探测器 RTNUHz;{L  
— 视觉感知的仿真 cRX0i;zag  
— 高帽，转换效率，信噪比 F}A@H<?  
 建模/设计 <m80e),~  
— 场追迹： _1`*&k JL~  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 0=;jGh}|i  
%zs 1v]  
2. 系统说明 Dm6}$v'0  
Cd#>,,\z  
'@M  
OCF\*Sx  
3. 建模&设计结果 )>Oip  
KD^>Vv#  
不同真实傅里叶透镜的结果： vS:%(Y"!<  
9/MUzt  
Pt?]JJxl-  
$L.0$-je4  
4. 总结 #{GUu',?&  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @xW)&d\'  

a8-2:8Su  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 \CL |=8[2  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 c@:r\]  
|$":7)eH!  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 >UpTMEQ  
F9ry?g=h  
应用示例详细内容 Uq&ne1  
j[yGfDb  
系统参数 bv>;%TF  
UHz*
Tfjb  
1. 该应用实例的内容 {>G\3|^D  
O9]j$,i  
r+0"1\f3  
-Xkdu?6Eh  
zGu(y@o  
2. 仿真任务 0b=OK0n!%  
~ @Ib:M  
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。 O: sj
f?z  
*"0
Yr`)S  
3. 参数：准直输入光源 *J?QXsg  
Lm9y!>1"O  
*~M=2Fj;i  
,:QG%Et  
4. 参数：SLM透射函数 >\8Bu#&s4  
i)\`"&.j>N  
7CABM  
5. 由理想系统到实际系统 #;a 1=8H  
R
3Eh47  
h/`OG>./  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 FqQm*k_  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 /]T#@>('  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 EKk~~PhW 8  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ()K%Rn  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 C+,;hj  
z['>`Kt  
(zBa2Vmmv  
' G-]>  
NyJU?^f&v  
应用示例详细内容 RP7e)?5$s  
gCgMmD=AZ  
仿真&结果 =XJ SE+ 7  
Q<d\K(<3?:  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ]~87v  
!~m)_Q5?~  
 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)。 `l1{BU  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 "a-Ex ]  
 为优化计算加入一个旋转平面 G|Ic6Sd  
-Uq I=#  
I
_'S|L  
#,qw~l]  
2. 参数：双凸球面透镜 RERum  
R(=Lhz6R4  
v@LK3S/!3  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 q*Yh_IT.I  
 由于对称形状，前后焦距一致。 5l2Ph4(  
 参数是对应波长532nm。 ]/HSlT=  
 透镜材料N-BK7。 AR]y p{NS  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 RhnSQe  

^P~%^?(  
y;yXOE_  
 ]P(:z  
8}\VlH]
 
0MF[e3)a  
3. 结果：双凸球面透镜 ._~_OVU  
 1SP)`Q  
#c'yAa  
 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。 n(/(
F`  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ?a7PxD.  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 #!OCEiT_  
05LVfgJ'q  
9loWh5_1Z  
d47b&.v8e  
&kHp}\  
4. 参数：优化球面透镜 S WVeUL#5  
"'4R_R  
gtyo~f  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 I0(BKMp&  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 `Ff3H$_*  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 (LA%q6  
 透镜材料同样为N-BK7。 "nU5c4   
Q$Ga
.fI  
8t!(!<iF0  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6,G1:BV{K  

n&D<l '4  
,icgne1j  
ePq(:ih  
5. 结果：优化的球面透镜 \acJ9N  

5:Pp62  
]U!vZY@\  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 o=_:g >5  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 VJDF/)X3$  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ?FVX &{{V  
Ah;2\0|t  
h +.8Rl  
)y\^5>p[  
6. 参数：非球面透镜 gYA|JFi  
$\Bzp<SN`  
YFv/t=`  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 jA$g0>  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 9JBPE  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ;o8C(5xE|  
2qo=ud  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 K}tl,MMU  
&M,a+|yuY  
G+stt(k:  
l_hM,]T0  

q&Y'zyHLP  
7. 结果：非球面透镜 klxVsx%I{G  
mTz %;+|L  
nBI?~hkP3  
 生成期望的高帽光束形状。 rmu5K$pl  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 NZ
djS9  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 J 05@SG':  
XAW$"^p  
p~6/+ap  
t.$3?"60~  
K#rfQ0QK/!  
8. 总结 ;,[6 n|M  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 
B8UtD  
Ehi)n)HhG"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 'DO^($N  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 G#gUd'=M  
/x,gdZPX  
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。 N+ZDQa[  
AD#]PSB  
扩展阅读 <cNXe4(  
id<i|  
扩展阅读 4z#{nZG  
 开始视频 fuSfBtLPR#  
-     光路图介绍 reR><p  
 该应用示例相关文件： I_6NY,dF  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 0{^vqh.La  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 T]-yTsto  
zs e<b/G1G  
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QQ：2987619807 dU1w)Y