[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) yFtf~8s3  
应用示例简述 [4yQbqe;  
1. 系统细节 5Jd {Ev  
 光源 d(tf:@  
— 高斯激光束 "r3s'\  
 组件 mK&9p{4#U  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 :u+#:8u  
— 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 9rc n*sm  
 探测器 D??/=`|8  
— 视觉感知的仿真 QRa6*AYm  
— 高帽，转换效率，信噪比 rZ4<*Zegv  
 建模/设计 mV]g5>Q\  
— 场追迹： V!tBipX%  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 X,CFY  
@
n'ss!h  
2. 系统说明 UwT$IKR  
8
uW:_t]q  
dR{ V,H7N  
Y}z?I%zL  
3. 建模&设计结果 H5t`E^E  
%E_{L  
不同真实傅里叶透镜的结果： |^!@
  
6;V1PK>9  
1D DOUV  
HKw4}FC*  
4. 总结 Bq`kVfx  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ?MB nnyo6  
mSeNM  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ay[*b_f  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 &cE,9o%FZ  
IV*$U7~  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 A2S9h,t  
Uwa1)Lwn  
应用示例详细内容 .q}k  
Rj=Om  
系统参数 fdHxrH>*  
g+*[CKO{  
1. 该应用实例的内容 F\72^,0  
>*CK@"o  
W<l(C!{  
T6#GlO)8)  
z|H>jit+  
2. 仿真任务 `^{P,N>X  
zf u7
8  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 1^dWmxUZH  
Bk<P~-I  
3. 参数：准直输入光源 WQ`T'k#ESW  
\ }f*  
UlytxWkUX  
i*j+<R@  
4. 参数：SLM透射函数 2_v>8B  
m,O!Mt  
m"]ys#  
5. 由理想系统到实际系统 A4h/oMis  
"<#:\6aym  
1YL5 ![T  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 F{tSfKy2  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 n Lb 9$&  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 O?Tg`]EX  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 '"^JNb^I  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ?C3cPt"  
gZv<_0N  
SGm?"esEt  
Nig-D>OS  
AF6'JxG7  
应用示例详细内容 RUKSGj_NJ  
>Z%`&D~u  
仿真&结果 =@o}  
566Qikw2  
1. VirtualLab中SLM的仿真 v'tk:Hm1  
|#6Lcz7[  
 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)。 IIkJ"Qg.  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 X Rn=;gK%J  
 为优化计算加入一个旋转平面 2Fi*)\{  
wn&2-m*a  
wQT'~'kL  
J^4k}  
2. 参数：双凸球面透镜 $'q(Z@  
"Cb<~Dy  
>.|gmo>b  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 *bEsWeP  
 由于对称形状，前后焦距一致。 xJCpWU3wM  
 参数是对应波长532nm。 /&yT2p  
 透镜材料N-BK7。 t=AR>M!w~  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 tUQ)q  
;H lv
  
`Z-`-IL  
@#apOoVW>  
%L3]l  
}JD(e}8$!  
3. 结果：双凸球面透镜 o6 /?WR9  
zKNk(/y  
H^G*5EQK  
 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。 3nO|A:
t  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 k&b>-QP6  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ~6tY\6$9f
 
<T).+ M/  
P*>V6SK>b  
_Gu ;U@  
rAKdf??  
4. 参数：优化球面透镜 (P?
9Jct  
'&d4xc  
=>G A_  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 iwbjjQPr  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 \ (,2^T'$J  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 jKzjTn9{E  
 透镜材料同样为N-BK7。 W4<}w-AoEp  
9L}
;vkYk#  
P]n '
q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <  -Nj  
V;"'!dVX  
^|Y!NHYH$Z  
-Q; w4@  
5. 结果：优化的球面透镜 iaB5t<t1r  
L" o6)N  
pfT7  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 mIyaoIE|$  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 )l=j,4nn  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 tVOx  
>97N $  
r$KDNa$/a  
/SiQw7yp%  
6. 参数：非球面透镜 ?CIa)dhu  
S'txY\  
$Ix^Rm9c  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 gisZmu0  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 n#*cVB81  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 J8jbtL O'  
5J,vH  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6[cMPp x  
G
B#7w82  
-a3C3!!  
0^+W"O  
Jps!,Mflc  
7. 结果：非球面透镜 vQ;Z 0_  
M<SZ7^9<  
;.iy{&$  
 生成期望的高帽光束形状。 W+QI D/  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 }{$@|6)R   
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Q8_d]V=X:  
V{][{5SR  
^dro*a,  
C-8@elZ1  
=#W6+=YN8  
8. 总结 &:rf80`z.  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5lT lZRH1  
G]{)yZ'}  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 n}"MF>zDK  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 mz47lv1?  
^Oo%`(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。 `sSI;+  
^W^%PJD|  
扩展阅读 k{; 2*6b0  
% 74}H8q_z  
扩展阅读 dP82bk/e  
 开始视频 B{44|aq1|  
-     光路图介绍 |g~.]2az  
 该应用示例相关文件： TV}H  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 r'&VH]m  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 8{AzB8xp  
).\%a h  
RJ`F2b sYN  
QQ：2987619807 "_lSw3