[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=
YprVX  
应用示例简述 /*DC`,q  
1. 系统细节 QEIu}e6b  
 光源 ||TKo967]  
— 高斯激光束 FZTBvdUYp  
 组件 SB R=  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 \Ub=Wm\
 
— 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 uY+N163i  
 探测器 ^Wk.D-  
— 视觉感知的仿真 "|&xUWJ!)  
— 高帽，转换效率，信噪比 71i".1l{K  
 建模/设计 kWs"v6B  
— 场追迹： KF&1Y>t=  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 JR='c)6:  
wmh[yYWc  
2. 系统说明 3#7D g't  
.\1{>A  
|Rk$u  
`[vm{+i  
3. 建模&设计结果 VHhW_ya1g{  
zRDBl02v$T  
不同真实傅里叶透镜的结果： n~xh %r;  
"NqB_?DT  
z>HeM Mei  
V<f76U)  
4. 总结 -xi]~svg  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 noz&4"S.{  
B 14Ziopww  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Y/Yp+W6n  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 z Qtg]@S  
-' 7I|r  
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:(HWL  
J6}J/  
应用示例详细内容 tm27J8wPzV  
j_2-  
系统参数 RM2<%$  
G|5M~zP  
1. 该应用实例的内容 Z
ujPk-  
nRKh
|B)  
Cf#[E~24  
6{/HNEI*1  
-ZXC^zt  
2. 仿真任务 /$v0Rq9  
5AV5`<r.  
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。 mouLjT&p  
OmO/x  
3. 参数：准直输入光源 *^]Hqf(`  
EN^C'n  
$J8?!Xg  
MpZ #  
4. 参数：SLM透射函数 ^^MVd@,i  
[0v`E5  
P9j[ NEV  
5. 由理想系统到实际系统 0'ha!4h3Z  
gc|?
$aE  
+m Plid\  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 5c*kgj:x  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 'urn5[i  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 dD _(MbTt  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 uh`W} n  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 \bJ,8J1C  
>U/m/H'  
fh rS7f'Zd  
,A`.u\f(:  
Un{hI`3]  
应用示例详细内容 !F3Y7R  
`Oxo@G*@}W  
仿真&结果 *m_B#~4  
1t"  
1. VirtualLab中SLM的仿真 E3bS Q  
rp*f)rJ  
 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)。 1_}*aQ  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 I"/p^@IX  
 为优化计算加入一个旋转平面 yHS=8!
  
U&W{;myt  
_&0_@  
YcJZG|[  
2. 参数：双凸球面透镜 7v9l+OX,6  
[d+f#\ut  
N5$
IVz}  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 {Vy2uow0  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Gt9(@USK  
 参数是对应波长532nm。 ~y@,d  
 透镜材料N-BK7。  WW5AD$P*  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 SyHS9>  
&_mOw.  
3<:(Eda}  
5r#0/1ym!  
3f;W+^NY  
-[\+~aDH,  
3. 结果：双凸球面透镜 \^7D%a=;C  
Gn}G$uk61  
^HpUbZpat)  
 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。 {9(#X]'  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 pwq a/Yi  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 1=fP68n  
=pQ'wx|>|  
~N{ 7  
D[d+lq#p  

&j4 1<A  
4. 参数：优化球面透镜 >fCz,.L  
5[^pU$Y  
ivy+e-)  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 
83rtQ;L  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 E+>$@STv#  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 fTn  
 透镜材料同样为N-BK7。 "u#T0  
9 gt$z}oU  
xl.iI$P  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 x'Uv;mGo  
ZHQa}C+  

# tN#_<W  
z)z_]c-X+  
5. 结果：优化的球面透镜 NWK+.{s>m  
'`.bmiM  
P)VysYb?  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ,yZvT7  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 8T3j/D<r  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 fU@{!;|Pz  
gQXB=ywF  
9NX/OctFa'  
HvhP9_MB  
6. 参数：非球面透镜 ~_XJ v  
} v#Tm  
J<[Hwg  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Tnw0S8M  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Iu<RwB[#Q  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 %<4ZU!2L  
)vO?d~x|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _*(n2'2B  
>5,nB<  
:i;iSrKy  
q-3,p.  
^Q)&lxlxpx  
7. 结果：非球面透镜 ^ +e5 M1U=  
$j ZU(<4,  
f$\gm+&hXE  
 生成期望的高帽光束形状。 l!6^xMhYk  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 #x)lN  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ;>#YOxPl  
)U>JFgpI
W  
HY (|31  
e.8(tEqZ1  
*^]lFuX\&E  
8. 总结 .fZ*N/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3B{B6w}t&  
2aROY2  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 3_AVJv ;N  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +:JyXFu  
h[%t7qo=  
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。 ;@I4[4ph}  
I2U/\  
扩展阅读 9DAk|K  
y'5 y  
扩展阅读 _{d0Nm  
 开始视频 y.pwj~s  
-     光路图介绍 Iuh1tcc  
 该应用示例相关文件： ]VarO'  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 rKK{*%n  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 KF'DOXBw>  
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QQ：2987619807 0N" VOEvG