[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) M6\7FP6G  
应用示例简述 ]yo_wGiwY  
1. 系统细节 *0O<bm  
 光源 l x7Kw%  
— 高斯激光束 otU@X 3<_  
 组件 m6-76ma,hi  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 pXssh  
— 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 MM7"a?y)  
 探测器 P2>:p%Z
  
— 视觉感知的仿真 }gCG&7C  
— 高帽，转换效率，信噪比 PDhWFF  
 建模/设计 >Z}@7$(7!~  
— 场追迹： :H{Bb{B%  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 $>;a'f~  
3a%xn4P  
2. 系统说明 S:#e8H_7m]  
N9pwWg&<+  

Q]/B/  
$iwIF7,\P  
3. 建模&设计结果 (e(Rr4  
RXM}hqeG  
不同真实傅里叶透镜的结果： iNX
Fk4  
)]wuF`  
pOKeEW<q  
.`Sw,XL5  
4. 总结 {f-XyF1`  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 wajZqC2yg  
z<t>hzl7  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^eobp.U  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {(%~i37  
# J]~  
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。 $}db /hY*  
V(r`.75  
应用示例详细内容 b) Ux3PB  
%0lf  
系统参数 nz[ m3]  
Y!M~#oqio  
1. 该应用实例的内容 a/b92*&k  
]9s\_A9  
J)#S-ZB+'k  
nW11wtiO.  
e]+7DE  
2. 仿真任务 e9lOk)`t  
JxHv<p[  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 ^@K WYAAW5  
,aWCiu}  
3. 参数：准直输入光源 -n-Z/5~ X  
?T <rt  
FJ}gUs{m  
\ZsP]};*  
4. 参数：SLM透射函数 ZB$NVY  
oJh"@6u6K  
%P;[fJ `G  
5. 由理想系统到实际系统 ~{$L
9;x  
:s]\k%"  
a5)JkC  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 3[.3dy7,Z  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ~pRs-  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 >P<'L4;  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 T=>vh*J  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 [EruyWK  
~XKZXGw  
JL``iA  
pjdo|  
@+E7w6>%  
应用示例详细内容 bM^7g  
i&*<lff  
仿真&结果 ?^. Pt  
3Soy3Xp  
1. VirtualLab中SLM的仿真 *{4 ETr7  
i?x$w{co  
 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)。 ~5T$8^K  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Cg^:jd  
 为优化计算加入一个旋转平面 !?b/-~o7S  
5aG5BA[N  
03Ukw/D&  
;Gh>44UM[  
2. 参数：双凸球面透镜 n$xszuNJ`  
c;^A)_/  
7gr^z)${J  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 R(`]n!V2  
 由于对称形状，前后焦距一致。 iu|v9+  
 参数是对应波长532nm。 2LC w*eT{)  
 透镜材料N-BK7。 x9D/s`!  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 _@K YF)  
{[tZ.1.w  
!=y Q)l2  
:X Lp  
{Xv3:"E"O  
fM2^MUp[=1  
3. 结果：双凸球面透镜 7D
9]R#-K  
7f r>ZY^  
7"a4/e;^  
 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。 =ajLa/m'  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 |T y=7d,  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 =Epq%,4nG  
59Nd}wPO;  
+q-c8z  
sG1BNb_  
d- kZt@DL=  
4. 参数：优化球面透镜 t\%%d)d9  
[T]Bfo  
d"GDZ[6  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 m9!DOL1pl  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 aj v}JV&:  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 q:8\e  
 透镜材料同样为N-BK7。 bw5T2wYZ  
S<pk
c8  
5*1#jiq  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 7>&1nBh. f  
tR;{.  
S(tEwXy  
QTE:K?  
5. 结果：优化的球面透镜 Y/D-V  
7_%2xewV|  
s`1^*Dl%+  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 U{HML|  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 9rS,?
  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 nALnB1  
=y<0UU  
Km"&mT $  
*m&%vj.Kc  
6. 参数：非球面透镜 63C(Tp"  
+f$Z-U1H/  
mw
"}8y  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 kC31$jMC3!  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 
8t=3  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 O{u[+
g  
i7s\CY  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 T]uKH29.%  
s>r ^r%uK  
6
7?n-NP  
Oq}ip  
6Hl<,(vn  
7. 结果：非球面透镜 <p/MyqZf  
+(y>qd  
`yYvYc
 
 生成期望的高帽光束形状。 Vmtzig3w[  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 _aY.  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 :G0+;[?N  
V]m^7^m3  
YuA7r"c  
0-GKu d  
k,lqT>C  
8. 总结 AA2ui%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 }7Jp :.qk  
F+3!uWUK  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *l{4lu  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 (V)9s\Le_  
phmVkV2a;#  
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。 g&kH'fR8  
mtIMW9  
扩展阅读 B*2{M  
m#;.yR  
扩展阅读 QY6O(=  
 开始视频 _0m}z%rI  
-     光路图介绍 gW}}5Xq  
 该应用示例相关文件： +[_gyLN<5b  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 &1~Re.*B  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Lrlk*   
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QQ：2987619807 @2?=3Wf