[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) qX-5/;n  
应用示例简述 b=
MW;]F  
1. 系统细节 ~$T>,^K y  
 光源 #1'q'f:7&  
— 高斯激光束 TCyev[(  
 组件 95@u|#n  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 N^oP,^+U  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 zi6J|u  
 探测器 v0 :n:q  
— 视觉感知的仿真 SEzjc ~@3  
— 高帽，转换效率，信噪比 dR\yRC]I  
 建模/设计 JX5/PCO  
— 场追迹： ~\NQkaBkY  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 uVU)LOx  
hfY/)-60o  
2. 系统说明 LZ_VLW9wE  
61kSCu  
b; C}=gg  
@Drl5C}+  
3. 建模&设计结果 %4!^AA%  
d<j`=QH  
不同真实傅里叶透镜的结果： 06AgY0\  
BE@(| U  
COHBjufmR  
A8mc+ Bf(  
4. 总结 ]m 3cm  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Q<V1`e  
aIa<,  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 nD eVYK  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 VZcW 3/Y  
5Q8 H8!^  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ,iao56`
E  
Ir>4-@  
应用示例详细内容 Fw-Rv'\  
5<PNl~0  
系统参数 ^ fC2o%3^  
~Oq _lM  
1. 该应用实例的内容 4pT^*  
Psx"[2iZm  
71[?AmxV  
l([aKm#  
Jb*QlsGd  
2. 仿真任务 6ZHeAb]"  
"A Bt  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 |^5"-3Q  
Lwi"K8.u  
3. 参数：准直输入光源 {u y^Bui}  
PA ZjA0d  
%b*N.v1+  
jcj8w  
4. 参数：SLM透射函数 n!Y_SPg   
+zche  
Wm-$l  
5. 由理想系统到实际系统 -DHzBq=H  
#3_g8ni5X  
00i MU  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 &':C"_|&r  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 yN`hW&K  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 qVfn(rZ  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 D%3$"4M7!  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 64U|]gd$  
;Z0&sFm  
lFtEQ '}  
!$1qnsz  
0
^V<,CAV  
应用示例详细内容 rAHP5dx:  
U'F}k0h?\'  
仿真&结果 V]J"v#!{  
7)<Ib j<M  
1. VirtualLab中SLM的仿真 q 6UZ`9&z  
en{p<]H  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 @ntwdv;  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 R2~y<^.V`Y  
 为优化计算加入一个旋转平面 4t =Kt  
"Ua-7Q&A  
n6Uh%rO7S|  
3,v/zcV  
2. 参数：双凸球面透镜 H?;+C/-K`_  
L`<#vi  
k?Hi_;o  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 -6-rXD  
 由于对称形状，前后焦距一致。 tgCp2`n  
 参数是对应波长532nm。 nHbi{,3  
 透镜材料N-BK7。 wxK71OH  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 %Bm{ctf#)  
+-;
v+{  
0$`pYW]  
lU Zj  
NVkYm+J#  
vA:ZR=)F  
3. 结果：双凸球面透镜 p#4*:rpq4  
J&h59dm-  
*>qc6d@'  
 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。 /cdLMm:  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 AaB1H7r-  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 lGp:rw`
 
N9d^;6;i  
y_[VhZ%  
<HJLs+C  
H(n fHp.3  
4. 参数：优化球面透镜 "Y^Fn,c  
Rh6CV  
Q`J U[nY  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 j^
b&Q  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 e^~dx}X  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ,)\G<q yO6  
 透镜材料同样为N-BK7。 k~<Ozx^AyY  
z"7?I$NQ  
AX{<d@z`j  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 LC=M{\  
N4VZl[7?  
>clVV6B  
W^[QEmyn  
5. 结果：优化的球面透镜 !X"nN9k  
R=Lkf  
34)l3UI~  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 #gWok'ZcR  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 J:uFQWxZ   
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ) xV>Va8)  
$Nvox<d0  
+7WpJ;C4  
`r=^{Y  
6. 参数：非球面透镜 :+9. v  
qrOesSdc  
7!`1K_v6  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 8TH;6-RT  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ;A"i.:ZT  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 NA@Z$Gy  
4$2HO`@uN  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 A;ZluQ  
2XBHo (  
dwvc;f-  
Xeis_  
>W/mRv&  
7. 结果：非球面透镜 "\9beK:l  
9P <1/W!  
'dQGb-<_<  
 生成期望的高帽光束形状。 yoq-H+<  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 AxJqLSfyb,  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ~Odclrs  
hP[/xe  
;gJAxVD<  
c2GTN"  
Ygfy;G%  
8. 总结 g(jn /Cx  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]B&jMj~y&  
k+@ :+RL  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 S>HfyZ&Pc  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -I
mO y|  
J+Y?'"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。 [ryI
I hQ  
Y>nQ<  
扩展阅读 ?g
K|R  

-yIx:*KI  
扩展阅读 ow,! 7|m  
 开始视频 DvI^3iG8  
-     光路图介绍 2I=
4l  
 该应用示例相关文件： $RRh}w\0^  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ij_5=4aZ
-  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 .UK`~17!  
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QQ：2987619807 A i#~Eu*