[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) N[yy M'C  
应用示例简述 m6djeOl  
1. 系统细节 j5ve2LiFV%  
 光源 km40qO@3  
— 高斯激光束 Uwi7
)  
 组件 E!#WnSpnK  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ]fD} ^s3G  
— 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 rbCAnwA2  
 探测器 .6V}3q$-@  
— 视觉感知的仿真 x;')9/3  
— 高帽，转换效率，信噪比 ZW}_Qs  
 建模/设计 Gbw2E&a  
— 场追迹： >U3cTEs cj  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 )Z VD+X  
A4ygW:  
2. 系统说明 ?rup/4|  
WT}H

>T  
z~Q>V]a>;  
YDFyX){  
3. 建模&设计结果 ,1##p77.  
l\?c}7k  
不同真实傅里叶透镜的结果： OC:T O|S:4  
|&[EZ+[  
"}JZU!?  
VYhbx 'e  
4. 总结 !3v1bGk  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 So 5N5,u@=  
Z:7fV5b(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 g>9kXP+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6u}</>}  
-)/$M(Pu"  
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。 Y5d\d\e/  
Ib0ZjX6  
应用示例详细内容 =kqt  
kM@zyDn,  
系统参数 Fr$5RAyg  
pO.2<  
1. 该应用实例的内容 RAK-UN  
jb;hcraR  
TNr :pE<  
Uv~QUL3>  
$DUZ!zaH!  
2. 仿真任务 :Xd<74Nu  
TvQo?  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 -FCe:iY! A  
d5z`BH.  
3. 参数：准直输入光源 K!]/(V(}  
jMDY(mwt  
0nD/;\OU  
|id <=Xf  
4. 参数：SLM透射函数 CWP2{  
:<#nTh_@\'  
Y7[jqb1D  
5. 由理想系统到实际系统 Dl8;$~  
1~QPG\cdIX  
t>B;w14  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 |qZ1|  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 (/*]?Ehd  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 +XYE{E5  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 `I5wV/%ib  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 [=^3n#WW  
oFGhNk  
6qd\)q6T&x  
fe#\TNeQJ[  
rI-%be==  
应用示例详细内容 AlW66YAuQ  
U2~kJ  
仿真&结果 5RpjN: 3  
=6|&Jt  
1. VirtualLab中SLM的仿真 VgC2+APg  
,$+V  
 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)。 klR|6u]%  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 *%t^;&x?  
 为优化计算加入一个旋转平面 r!a3\ep  
B i<Q=x'Z;  
Ktm4 A O  
fn6J*[`  
2. 参数：双凸球面透镜 \qK&q  
yw3$2EW  
.JiziFJ@mj  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 g]yBA7/S"  
 由于对称形状，前后焦距一致。 A;|D:;x3G  
 参数是对应波长532nm。 qXtC^n@x  
 透镜材料N-BK7。 %(G* ,  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 o"BoZsMk  
u21EP[[,  
+|89>}w4  
@)&=%  
be^6i:  
\1 &,|\E#  
3. 结果：双凸球面透镜 (<oyN7NT  
5K?IDt7A]  
=j*$ |X3W  
 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。 Gvqxi|  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 `&sH-d4v  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 BV upDGh3  
4l45N6"  
_ T):G6C8  
?+a,m# Yx  
W=qVc  
4. 参数：优化球面透镜 tX %5BTv  

wInh~p  
M|`U"vO  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 s;vHPUB\n  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 )i^<r;_z  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Q_X.rUL0w  
 透镜材料同样为N-BK7。 6@0OQb  
%k?U9pj^  
YCM]VDx4u1  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Om@C X<(9C  
thM4vq  
bNNr]h8y-  
V<uR>TD(  
5. 结果：优化的球面透镜 i||]V*5n  
}$Tl ?BRpU  
{I#]@,  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ;^%4Q
"  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 |pp*|v1t  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 $$5aUI:$~$  
cH?B[S
;]  
b8SHg^}  
!F1N~6f  
6. 参数：非球面透镜 ,+xB$e  
#[~pD:qqM  
v,{yU\)  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 &Ao+X=qw  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 kB|B  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 /+;h)3PN6  
5r8<7g:>C  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 gSUcx9f]  
Y M\ K%rk  
K&70{r  
^ ALly2
  
A}N?/{y)G  
7. 结果：非球面透镜 Y>G@0r BG  
\$e)*9)  
]? g@jRs  
 生成期望的高帽光束形状。 z>Hgkp8D"  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 iIa'2+  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 \uC15s<  
f@DYN!Z_m  
8b-Q F  
F,dx2ZPIs?  
,5,!es@`b  
8. 总结 =L:4i\4  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 >eB\(EP  
G) 7;;  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ()+<)hg}2  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 vUU9$x  
.my0|4CQ#@  
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。 U`d5vEhT  
db6b-Y{
 
扩展阅读 OJ$]V,Z00x  
uv(Sdiir8  
扩展阅读 R0vIbFwj  
 开始视频 zN@} #Hk  
-     光路图介绍 FCuB\Q  
 该应用示例相关文件： O#k6' LN?  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 .5,(_p^  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 A1#%`^W9  
$!(pF  
J}+6UlD  
QQ：2987619807 tj4VWJK