[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) >V8!OaY5n  
应用示例简述 z#G\D5yX[*  
1. 系统细节 2|7:`e~h  
 光源 -`8@  
— 高斯激光束 zwUC L  
 组件 g5U,   
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Q>Ct]JW&  
— 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 62nmm/c  
 探测器 0`zdj  
— 视觉感知的仿真 t{UVX%b  
— 高帽，转换效率，信噪比 Q=! lbW  
 建模/设计 W'"hjQ_  
— 场追迹： ajkV"~w',|  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 O-[YU%K3?  
K 'I6iCrD  
2. 系统说明 $m ;p@#n  
AAfhh5i  
kKRu]0J~[  
'{0O!y[H6  
3. 建模&设计结果 X"3p/!W.4  
]2L11"erP  
不同真实傅里叶透镜的结果： cFie;k  
,eTdQI;   
xY)eU;*  
?1g`'q@T%  
4. 总结 7kD?xHpe  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \X6q A-Ht  
G8]{pbX  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :$VGqvO12W  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -J!n7  
Q~"Lyy8  
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。 OqsuuE  
xN$V(ZX4  
应用示例详细内容 /T qbl^[  
%{
'[S0@Z  
系统参数 JK,^:tgm  
!!A(A^s  
1. 该应用实例的内容 6Jy%4]wK  
;~ Xjk  
8aQTm-{m  
>=rniHs=?7  
)6XnxBSH  
2. 仿真任务 1xtS$^APcd  
Y,mo}X<>  
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。 (=rDt
93J  
)(YJ6l  
3. 参数：准直输入光源 U1 3Lsky%  
Z 9cb  
9*JxP%8T~X  
6(\-aH'Ol  
4. 参数：SLM透射函数 _@?I)4n|  
08@4u L
 
ej7N5~!,s  
5. 由理想系统到实际系统 g<F+Ldgj  
902A,*qq  
Ts, U T L  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 VwBw!,%Ab  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 oT:wGBW  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 6t<[-  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 N1E9w:T`  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 IN;!s#cl:  
$h8?7:z;um  
9JMf T]  
Pvv7|AV   
\p\p~FVS  
应用示例详细内容 [vBP,_Tjx  
#mM9^LJ  
仿真&结果 D}{]5R  
O d6'bO;G  
1. VirtualLab中SLM的仿真 3?gfDJfE  
!}`[s2ji  
 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)。 $rjm MSxi  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 t ~]' {[F  
 为优化计算加入一个旋转平面 &f A1kG%  
[$>@f{:  
N>s3tGh  
p&xj7qwp@F  
2. 参数：双凸球面透镜 %"E!E1_Sv  
qbD_  
/ml+b8@  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 rCGKE`H
 
 由于对称形状，前后焦距一致。 ca,JQrm  
 参数是对应波长532nm。 2 =>3B  
 透镜材料N-BK7。 KLj/,ehD !  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 RT%{M1tkS  
/lHs]) ,  
RXWdqaENx  
I#F, Mb>:  
oY\;KPz  
su60j^e*  
3. 结果：双凸球面透镜 m,4'@jg0  
M.$=tuUL  
\WUCm.w6\%  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 /byF:iYI  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 4&L,QSJ V  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 tnXW7ej^  
hR>`I0|p&  
aO:A pOAO  
tQ
Mz1$  
93.L887  
4. 参数：优化球面透镜 -S@ ys  
d)%l-jj9,  
M;z )c|Z  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 nwDW<J{f|U  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Ko0T[TNkh  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 e7Sg-NWV  
 透镜材料同样为N-BK7。 li`  

Hw#yw g  
esv<b>`R  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 qm=9!jqC;  
7,{!a56zX  
m}m|(;T  
MA mjoH  
5. 结果：优化的球面透镜 ;UQ&yj%x  
'Te'wh=Y  
2Aq+:ud)P  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 lzz68cT  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 y0t-e  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ~VF?T~Kr_  
.6i +_B|  
pAtxEaXh  
!NhVPb,  
6. 参数：非球面透镜 K!G/iz9SB  
,ce$y4%(  
gqAN-b'  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 oFu( J  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Fz$^CMw5K  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 |P"kJ45  
`7 J4h9K  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 n
lx~yUXL4  
U&gl$/4U@  
q[.,i{2R}  
e5sQl1  
QJH~YV\%  
7. 结果：非球面透镜 h`:gMhn  
gM v0[~;u  
]u >~:  
 生成期望的高帽光束形状。 k'd=|U;(FV  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 4Cf.%f9@  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。  ["Jt2  
5lm>~J!/^  
*i7|~q/u  
2MKB(;k  
u+]8S
q  
8. 总结 #$-`+P  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Y{dj~}mM+  
c
fW;gFf  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Jpo(O>\P  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 meyO
=>  
Mg{=(No  
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。 Dn.%+im-u  
M[ ,:NE4H  
扩展阅读 SfwNNX%  
)L7h:%h#  
扩展阅读 ~@VyJT%  
 开始视频 >VvA&p71b  
-     光路图介绍 ,y*|f0&"~  
 该应用示例相关文件： glRHn?p  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 oei2$uu  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 V0F&a~Q  
USyOHHPW@  
H}}C>p"!,  
QQ：2987619807 lyyRyFfQ