[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) 9v\x&h  
应用示例简述 r]h>Bb  
1. 系统细节 " ^v/Y  
 光源 \a<7DTV  
— 高斯激光束 `,lm:x+(0  
 组件 [ B{F(~O  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 [Lck55V+Q  
— 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 z7vc|Z|  
 探测器 0bG[pp$[  
— 视觉感知的仿真 uDtml$9rN  
— 高帽，转换效率，信噪比 b 7XTOB_HO  
 建模/设计 / @v V^!#1  
— 场追迹： f ZEyXb  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 0+-"9pED>E  
4*AkUkP:T  
2. 系统说明 2 m"2>gX  
FUt
{-H!<  
fwF&V^Dy  
.Us)YVbk  
3. 建模&设计结果 `w&A;fR!H  
HbOLf  
不同真实傅里叶透镜的结果： q8m{zSr  
k.."_4  
9
"W3t]  
)WBp.j /#  
4. 总结 tPp9=e2[s  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Mb!b0  
Arr(rM  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 CXQ+h  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ci-CY/]s  
Vn=K5nm  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 o+],L_Ab  
jv;8Mm  
应用示例详细内容 {"dvU"y)\  
!:]/MpQ ?  
系统参数
?&`PN<~2z  
[QwBSq8)  
1. 该应用实例的内容 Exb?eHO  
rSgOQ  
ngt?9i;N  
V}Ok>6(~  
[ML|,kq!  
2. 仿真任务 Y5ZBP?P  
o?{-K-'B$  
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。 67tB8X  
K^5f  
3. 参数：准直输入光源 +s 
j2C  
ykS-5E`  
ixvF`S9  
iW?z2%#  
4. 参数：SLM透射函数 ;hV-*;>  
0Yk$f1g  
?3_^SRW&a  
5. 由理想系统到实际系统 _x`oab0@  
tqFE>ojlI  
_'mK=`>u  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 1CR
)1H  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。  NZu2D  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 q/h, jM  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 TFZxk  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 W^,(w
e  
==Ah& ){4^  
5M&<tj/[a0  
YlC$L$%Zd.  
o.g)[$M8cF  
应用示例详细内容 LOEiV  
K^Ho%_)  
仿真&结果 8x`EUJ  
4n0Iw  I  
1. VirtualLab中SLM的仿真 v.6K;TY.  
u.@B-Pf[Eo  
 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)。 {00Qg{;K|  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 >c@jl  
 为优化计算加入一个旋转平面 h:=W`(n5u  
M\A6;dz'  
ZK4d;oa",  
L2Fi/UWM  
2. 参数：双凸球面透镜 *5KDu$'(e  
fyF8RTm{  
j a'_syn  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 =/+f3  
 由于对称形状，前后焦距一致。 -KL5sK  
 参数是对应波长532nm。 _Wtwh0[r*  
 透镜材料N-BK7。 yIu_DFq%  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 2dCD.9s9~  
FL[,?RU?2  
YS bS.tq  
XI>HC'.0  
bo-lT-I  
2Ah B)8bG  
3. 结果：双凸球面透镜 ATF>"Ux  
(&1565  
SQ057V>'=  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 gs(ZJO1 /L  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 &S=xSs:q.  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 S@@#L  
]Jnrs  
owzcc-g  
iBk1QRdn  
H}cq|hodn  
4. 参数：优化球面透镜 IOY<'t+  
PQrc#dfc|  
k!V@Q!>,  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 eWr2UXv$  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 r<[G~n  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 BUUc9&f3o  
 透镜材料同样为N-BK7。 Ae* 6&R4  
=J`M}BBx  
i|x
C#hV  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ub]s>aqy   
%-L T56T  
M7=|N:/_  
ojx2[a\  
5. 结果：优化的球面透镜 t8ORfO+  
|`p
DOd  
;NF:98  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 };g<|v*o  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 _Mi*Fvj  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 qS?^(Vt|R  
A}[x))r  

3b/J  
J;N\q  
6. 参数：非球面透镜 L0qL\>#ejr  
-Np}<O`./  
S;tvt/\!Z  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 P1&Irwb`  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 i.gagb   
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 }J6 y NoXu  
825 QS`  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 a>&dAo}  
2>g!+p Ox  
s=Xg6D  
NbK67p:  
lL,0IfC,  
7. 结果：非球面透镜 s8;*Wt  
0*]ZC'pm  
Y+gNi_dE  
 生成期望的高帽光束形状。 A#gy[.Bb  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 6('CB|ga  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !O4)YM  
fs2y$HN  
kR<\iT0j  
@[#)zO  
mOJ-M@ME  
8. 总结 tlg
g~MViS  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #Eqx Eo;  
_sQhDi  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;Q<2Y#  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 P&Wf.qr{:  
2]Ei4%jo  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 |`d-;pk!%  
xu@+b~C\  
扩展阅读 %?
J-0  
2+yti,s+/  
扩展阅读 j2oU1' b  
 开始视频 Wu)An  
-     光路图介绍 \"P$*y4Le  
 该应用示例相关文件： HMw}pp:  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ctR^"'u  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ->W rB
O  
"Mh}n-oju  
1cV0TUrz  
QQ：2987619807 b@B\2BT