[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) %PQldPL8  
应用示例简述 ee&nU(pK  
1. 系统细节 ~a'nHy1  
 光源 o5N]((9  
— 高斯激光束 xZ^ywa_  
 组件 ?vZWUWa  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 7XUhJN3n  
— 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 V~'k1P4  
 探测器 -d|BO[4j  
— 视觉感知的仿真 *C4~}4WT\  
— 高帽，转换效率，信噪比 ?)!SmN/  
 建模/设计 ?@Z7O.u  
— 场追迹： :0M'=~[  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 9M1a*f
rxZ  
wD<vg3e[H  
2. 系统说明
<WM -@J(1  
_wm
~}_Q  
CCuxC9i7  

!(W[!%  
3. 建模&设计结果 3xBN10R#  
/lf\ E=  
不同真实傅里叶透镜的结果： |9+bSH9  
,]f),;=  
Z -pyFK\  
jv*Dg (  
4. 总结 rU; g0'4e  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 d>^~9X  
AU0$A403  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 pt=7~+r  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 y!S^xS  
|*%/ovg+  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 |2qR^Hd&5  
zTkFX67)  
应用示例详细内容 D35m5+=I  
v]66.-  
系统参数 XXXljh6  
:L]-'\y  
1. 该应用实例的内容 =8O}t+U  
i B%XBR  
1T!cc%ah  
e-~hS6p(  
USE   
2. 仿真任务 5_v5  
XQK^$Iq]V  
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。 $X`bm*  
_i-\mR_~  
3. 参数：准直输入光源 !K!)S^^Po?  
IZ+*`E  
Po!oN~r  
\'[3^/('  
4. 参数：SLM透射函数 XxhsPFv  
=\M)6"}y}  
:b"=KQ  
5. 由理想系统到实际系统 /d[Mss  
"Lb fF  
|B 9t-  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 K-Re"zsz  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 NK8<= n%"  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 [C~fBf5  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ,cLH
*@  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ]Fxku<z7|  
b~1iPaIh  
yGRR8F5>(  
E\ tL
 
^Fn%K].
X  
应用示例详细内容 Hyf"iYv+  
'[%jjUU  
仿真&结果 d60c$?"]a(  
2v4
W6R  
1. VirtualLab中SLM的仿真 wXz\NGW  
|ribWCv0  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 5Wo5n7o  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 U4=]#=R~o  
 为优化计算加入一个旋转平面 2bkJ /u`i  
nkTYWw  
B`#*o<eb  
H*GlWgfG  
2. 参数：双凸球面透镜 Cb4_ ?OR0  
HV8I nodi  
ti}f&w ICJ  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 7aV$YuL)X~  
 由于对称形状，前后焦距一致。 }4Zkf<#7$  
 参数是对应波长532nm。 \Fq1^ 8qa  
 透镜材料N-BK7。 k; ;viT  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 B4IBuS  
iM"asEU  
.wP/ai>}  
;ed#+$Na  
w\Iqzpikr  
t-x[:i  
3. 结果：双凸球面透镜 vG2.]?  
RJ@\W=aZ  
s"q=2i  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 #,TELzUVE  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Vu%n&uF  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 qIz}$%!A  
7_KXD#  
q~j)W$k  
S"Kq^DN  
{tc57jsr  
4. 参数：优化球面透镜 bi.wYp(*6L  
iKhH^V%j  
HAd%k$Xu{  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 !j0_ cA  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ?,>5[Ha^?  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Ch t%uzb,  
 透镜材料同样为N-BK7。
#~S>K3(  
bJwc1AJgH  
yyjw?#\8  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 iy}xICt  
'$?du~L-  
57<Di!rt  
J+|/-{g  
5. 结果：优化的球面透镜 N}DL(-SQ3  
.;g}%C  
#3+~.,X9  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 {yS;NU`2  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 )b9_C O}  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 !VRo*[yD@  
\2>3Opt  
"Vy WT  
V'I T1~  
6. 参数：非球面透镜 e1UITjy  
*{|$FQnR>(  
:v)6gz(p  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 v%nP*i9  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 'g hys1H  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 M*(H)i;s:w  
XXm'6xD-  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,rai%T/rL  
|z*>ixK  
mf9hFy*<4  
(:n|v%  
Ha218Hy0W  
7. 结果：非球面透镜 5gshKmt_  
Oyan9~  
?-,6<K1  
 生成期望的高帽光束形状。 'yr{^Pek  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Du!._  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 $@.jZ_G  
pV=@sz,G  
NbkK&bz  
PJK9704 6  
:j,}{)5=  
8. 总结 y\,f6=%k  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 O|e}   
RG}}Oh="v  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 `HyF_m>\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,v7Q*3  
bLlH//ZRH  
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。  :,~K]G  
NzlAC  
扩展阅读 v2>Z^  
M*`hDdS  
扩展阅读 Dr+
Ps  
 开始视频 328L)BmW  
-     光路图介绍 2*'ciH37  
 该应用示例相关文件： $3\
,h;y  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 q3+8]-9|5  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 FmD +8=  
T1zi0fa'  
6$RpV'xz  
QQ：2987619807 taDQ65