[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)
~R\ $Z  
应用示例简述 Qb7&S5m  
1. 系统细节 _$/Bt?h  
 光源 3vkzN  
— 高斯激光束 nchpD@'t  
 组件 %!DTq`F  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 0$i\/W+  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 \p%D;g+c  
 探测器 Xy}>O*  
— 视觉感知的仿真 t>Yl=79,  
— 高帽，转换效率，信噪比 !}5+hj!6  
 建模/设计 36Lf8~d4"h  
— 场追迹： EN__C$  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 #%pY,AK:=  
XtE O)  
2. 系统说明 TEbIU8{Y  
`<#O8,7`  
]z2x`P^oI  
%0({MU  
3. 建模&设计结果 Q[FDk63;w  
B`w8d[cL7  
不同真实傅里叶透镜的结果： &XW~l>!+  
}rnu:7  
XjmAM/H4  
X5(oL  
4. 总结 nGsFt.  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 UGvUU<N|N  
i ~)V>x  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 <tm=  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 a'?LC)^  
`)kxFD_bH  
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。 WqS$C;]%  
sGh TP/  
应用示例详细内容 \tA
@A  
VA`VDUG,  
系统参数 "yl6WG#J  
CtUAbR  
1. 该应用实例的内容 ].Ra=^q  
1(Z+n,Hh  
p@h<u!rL8  
lv~ga2>z  
=$
T[  
2. 仿真任务 oTr,zRL  
`=Rxnl,<U  
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。 I,"q:QS+  
o5YL_=7m  
3. 参数：准直输入光源 @i#=1)Ze  
'Tskx  
69t6lB#;!  
AG#Mj(az!  
4. 参数：SLM透射函数 Hn/V*RzQ  
&i6JBZ#~,  
7mn&w$MS4:  
5. 由理想系统到实际系统 ^)'D eP/  
&x4*YMh  
:G=ol2Q  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 "Y"`'U=v  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 jw/@]f;N  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 9H53H"5q  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ezhfKt]j  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 dp2FC  
d7uS[tKqg  
k4en/&  
dz/3=0  
P,7R/-u5D  
应用示例详细内容 H`yUSB IP  

QtcYFf g  
仿真&结果 6KE64: \;  
KI].T+I  
1. VirtualLab中SLM的仿真 9`CJhu  
1_8@yO  
 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)。 WDr=+=Zj  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 "|N0oEG&  
 为优化计算加入一个旋转平面 M+)ENve  
.3SP#mI  
bU}l*"  
+
x?8\  
2. 参数：双凸球面透镜 dsK*YY jH  
rKTc6h:)  
2+K-I  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 dIA1\;@  
 由于对称形状，前后焦距一致。 J/rF4=j%xy  
 参数是对应波长532nm。 W@+ge]9m&  
 透镜材料N-BK7。 q9\(<<f|  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 g>a% gVly  
B"`86qc  
1M?Sl?+j  
TXbi>t:/S{  
x
4`|[  
+O8}twt@  
3. 结果：双凸球面透镜 "y ;0}9]n1  
YWDd[\4  
l{\k\Q!4  
 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。 821 6_Qm  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 M?DXCsZ,)s  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 6kONuG7Yv  
!nQoz^_`P  
/<J5?H  
sD6vHX%  
<AHdz/N  
4. 参数：优化球面透镜 3=0b  
,fhwDqR ?  
bE jQMlb  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 >QBDxm
  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Re1}aLd  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 _z#S8Y  
 透镜材料同样为N-BK7。 !$Arc^7r  
V9;IH<s:  
_1jeaV9@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !1<>][F  
A8ClkLC;I  
l HZ4N{n  
o%h[o9i  
5. 结果：优化的球面透镜 "&\]1A}Z-x  
x139Ckn  
& 5'cN  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 <}%gZ:Z6g  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 cdg&)  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 zB6&),[,v  
^>s{o5H&  
Nu><r  
K48QkZ_gY  
6. 参数：非球面透镜 LOk J  
f/Q/[2t  
jVSU]LU E  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 't475?bY  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 zH *7
!)8  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Pj7MR/AH  
0}\8
,U  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ?!bA#aSbl5  
%kk~qvW  
"ZG2olOqLI  
W"s)s  
?Lr:>  
7. 结果：非球面透镜 )2bbG4:N  
iv6bXV'N  
7K/t>QrBtU  
 生成期望的高帽光束形状。 -B:O0;f  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 okBaQH2lUl  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 @Z@S;RWS
U  
o H]FT{  
(U*Zz+ R   

=CL h<&  
9}11>X  
8. 总结 ^>h2.AJ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 n:JG+1I  
r6e!";w:U  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 !6*4^$i#o  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 <-!'V,c  
U,,r
B(  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 A~'p~@L  
s1zkkLw`*  
扩展阅读 2/l4,x  
X+//$J  
扩展阅读 <}AmzeHr+  
 开始视频 ,>I_2mc  
-     光路图介绍 6`)Ss5jzk  
 该应用示例相关文件： w6'8L s  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计
w1t0X{  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 QtfLJ5vi  
z9^_5la#  
+fq;o8q  
QQ：2987619807 &fifOF#[e