[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) xDNXI01o  
应用示例简述 BIEq(/-  
1. 系统细节 @Z5,j)  
 光源 mkq246<D~  
— 高斯激光束 =@c;%
x  
 组件 UW1i%u k  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 7\N }QP0"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 u$FL(m4  
 探测器 y&/bp<Z  
— 视觉感知的仿真 <zm:J4&>T  
— 高帽，转换效率，信噪比 cl`7|;v|?  
 建模/设计 WD1>{TSn  
— 场追迹： I+( b!(H  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 4I9Yr
 
z4(`>z2a  
2. 系统说明 Q5A
,9ovNZ  
-hq^';,  
uw/N`u  
l[u17
,]S  
3. 建模&设计结果 tN.$4+  
VK!HuO9l  
不同真实傅里叶透镜的结果： <{h\Msx%  
qMoo#UX  
ss6{+@,  
6uTC2ka[&R  
4. 总结
^
"~r/@l  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 lI~8[[$xd  
4Dy1M}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。 ObJ-XNcNH  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Z>l|R C  
LG:d  
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。 j#u{(W'r  
N3zZ>#{  
应用示例详细内容 gW<4E=fl  
!p76I=H%  
系统参数 maa$kg8U*!  
u8t|!pMF8  
1. 该应用实例的内容 ;kWWzg  
"G,,:H9v  
T]/5aA4  
X{(?p=]  
=M}tet }  
2. 仿真任务 /r2S1"(q  
irvd>^&jDC  
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。 $:# :"  
%YbL%i|U  
3. 参数：准直输入光源 |KZX_4   
vxug>2  
-ssmj8:Q\|  
mkfDDl2 GP  
4. 参数：SLM透射函数 }/#*opcv  
)\PX1198  
We\i0zUU  
5. 由理想系统到实际系统 cL
Rzm9
 
3Z
I:EZ5  
.5AFAGv_c  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 UG_PrZd  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 8B]\;m  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 <6s@
eare8  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 X @pm!c#  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 54B`T/>R:E  
+>%51#2.Q  
6!
?] (  
~H:=
p  
q317~z_nl  
应用示例详细内容 X y`2ux+>/  

mIp> ~  
仿真&结果 sdiWQv  
8 R7w$3pp\  
1. VirtualLab中SLM的仿真 _ker,;{9C  
` AD}6O+x  
 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)。 'rS\9T  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ylb)SXBf  
 为优化计算加入一个旋转平面 XA(.O|VZ  
u!HX`~q+A  
cui%r!D  
k}I65 ^l#  
2. 参数：双凸球面透镜 ;MK|l,aIQ  
^Tj
C  
}Y|M+0   
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Slj U=,  
 由于对称形状，前后焦距一致。 $}0!dR2  
 参数是对应波长532nm。 s;E(51V<>  
 透镜材料N-BK7。 xf8[&
?  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 fI2y(p{?  
n%G[Y^^,  
'h7x@[|  
:-lq Yd5^  
9;uH}j8sE  
k3e6y  
3. 结果：双凸球面透镜 2{Dnfl'k  
BOR$R}q  
;DhAw1  
 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。 B0Ay  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 fAz4>_4  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 JiO8EIM  
w^^l,  
6uKth mr  
\x:U`T  
=hd0Ui>x  
4. 参数：优化球面透镜 )m+O.`x  
>R_m@$`  
8B-mZFXpK  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 1Y;.fZE  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 -!mtL
aLw  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 <P ?gP1_zi  
 透镜材料同样为N-BK7。 hO{&bY0  
GA` bWl  
;K|K]c  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 wtfH3v  
9z{g3m70@  
X8}\m%gCU  
MxI*ml8z?  
5. 结果：优化的球面透镜 (UhJ Pco"  
oR!h eCnu  
"PWGtM:L8Y  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ZR0 OqSp]  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ?(Tin80=r  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ^'du@XCf}  
(x@J@ GP*  
(CH6Q]Wi_!  
-{J0~1'#-  
6. 参数：非球面透镜 7lAJ 0  
$cuBd  
#H4<8B  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 T-GvPl9ZJw  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 %C #Ps   
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7fzH(H  
6I=xjgwvf  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0S4Y3bac&  
ahZ@4v  
]N0B.e~D  
0
bJT0_  
n9 FA`e  
7. 结果：非球面透镜 ^_V0irv  
WBJn1  
iRcac[uV  
 生成期望的高帽光束形状。 GUM-|[~  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Wd(|w8J{a  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 8 $H\b &u  
[+CFQf>  
!>!jLZ0  
'/Vm[L$d  
nRw.82eK.  
8. 总结 8'zfq ]g  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Oml3=TV  
nGK=Nf.5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 x
*tCm8`{  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 oRcP4k;d=  
+XX5;;IC  
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。 K.&6c,P]  
'Z,7{U1P  
扩展阅读 `*yOc6i]  
yLnTIE3)  
扩展阅读 P,F5Hf  
 开始视频 !B{(EL=g  
-     光路图介绍 TV_a(#S  
 该应用示例相关文件： `:m=r
T_  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 t1oTZ  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 9^C6ZgNS  
z Z~t,>  
: 4lR`%  
QQ：2987619807 A,4} $-7