[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) Xkl^!,  
应用示例简述 &7Ixf?e!K  
1. 系统细节 sNvT0  
 光源 B\|>i~u(  
— 高斯激光束 /_,
~dt  
 组件 = k3O4gE7  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 :G^`LyOM  
— 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 5?;'26iC  
 探测器 QVn0!R{  
— 视觉感知的仿真 ^&&dO*0{  
— 高帽，转换效率，信噪比 DHt 8 f  
 建模/设计 [tMf KO  
— 场追迹： E
rESk"2t  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 RW(AjDM  
)[oU|
!@  
2. 系统说明 no?)GQ  
+7 F7Kh  
0y;&L63>T  
42p6l  
3. 建模&设计结果 (dMFYL>YP  
/>ob*sk/Y  
不同真实傅里叶透镜的结果： %hrv~=  
Wlg(z%  
k|A!5A2  
i
qy}|xAU  
4. 总结 ,;+\!'lS  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $+
Pv fQ  
*|t]6!aVLS  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 u~s'<c+8_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 R8'yQ#FVy  
"rX=G=  
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。 3]N}k|lb%  
h*MR5qa  
应用示例详细内容 S_bay8L1  
j%p~.kW5  
系统参数 yN>"r2   
!FSraW2  
1. 该应用实例的内容 # Jdip)  
~5!ukGK_  
K6Gc)jp:b  
keJec`q=X  
g~B@=R  
2. 仿真任务 'oT}jI
 
Ep?a>\  
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。 0'py7  
awkVjyqX  
3. 参数：准直输入光源 V)@MM2,  
(VOKa  
=k$d8g ez  
WHNb.>  
4. 参数：SLM透射函数 e< CPaun  
Q ,;x;QR4  
`%ENGB|  
5. 由理想系统到实际系统 c%Gz{':+  
\s+MHa&  
E`?BaCrG~  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 .R gfP'M  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 <rC#1wR4  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 %'=oMbi>i4  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。  Nl_;l  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 *z+\yfOO"  
F}AbA pTv  
*$
cp"  
j2P|cBXu  
H]-W$V   
应用示例详细内容 0l:5hD,)F  
1|nB\xgu  
仿真&结果 [e}]K:  
bv+e'$U3  
1. VirtualLab中SLM的仿真 #!5Nbe  
SRD&Uf0M  
 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)。 XBY"7}  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 yBe/UFp+  
 为优化计算加入一个旋转平面 f.f4<_v'h  
PaDT)RrEM  
:5*<QJuI#A  
ZH}NlEn  
2. 参数：双凸球面透镜 41zeN++  
ho20>vw#  
0*AlLwO  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 s{,e^T  
 由于对称形状，前后焦距一致。 F0JFx$AoD  
 参数是对应波长532nm。 E^YbyJ=1  
 透镜材料N-BK7。 62_$O"  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ~>C>LH>8  
eLTNnz  
&q<8tTW5  
"J.jmR;  
+|H'Ij$  
FO5SXwx  
3. 结果：双凸球面透镜 4bBxZY  
EsWszpRqb  
}M7kApb>Y  
 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。 sWC"^ So  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ?
qbp  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 3?XLHMxW  
bT8UmR98  
I;v`o{  
V[mQ;:=  
#TW
c` 8  
4. 参数：优化球面透镜 0?7uqS#L  
)2$_:Ek  
B1M/5cr.  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 3k<
#;(  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 uqUo4z5T  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 v wyDY%B"n  
 透镜材料同样为N-BK7。 s z\RmX  
_tk5?9Ykn  
p~.@8r(  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2T5xSpC  
UIl
_&|  
'O`3FI  
q KM]wu0Et  
5. 结果：优化的球面透镜 zvf]}mNx  
W.|6$hRl)  
JqUVGEg  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 c6HU'%v  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ' XF`&3i  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 fh_ .J[Y.k  
bIArAS9%  
#H
[4?4r  
FJLJ;]`7+  
6. 参数：非球面透镜 -T?IkL)  
hwzUCh 5!  
p*0Ve21i,  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 o x^lI  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 !I[n|r"  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 {h"\JI!  
v-3zav  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f}X8|GlBo  
ymZ/(:3_  
 J31M:<  
S=}~I  
SR& mHI-f0  
7. 结果：非球面透镜 pQ 6#L  
EaD@clJS  
/6?plt&CA  
 生成期望的高帽光束形状。 bUN,P"  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 O->eg  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ak) -OL1  
z#VpS=  
\+3Wd$I  
0Qp'}_  
o#xg:m_py  
8. 总结 Yp]G)}'R  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3\n{,Q  
r^t{Ii~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 CS\tCw\Y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 yCIgxPv|7  
8-a6Q
|   
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。 Z9m;@<%  
E`fssd~  
扩展阅读 ^|GtO.  
'd^gRH<z  
扩展阅读 aNC,ccm  
 开始视频 7J;~&x  
-     光路图介绍 ^<\} Y  
 该应用示例相关文件： _IV@
^v  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 }t2pIkF;  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 SrtVoe[  
RVnyl`s  
`4.sy +2  
QQ：2987619807 AdEbyL