[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) 23AMrDF=N  
应用示例简述 y,D4b6  
1. 系统细节 3.
kP,  
 光源 IP]"D"  
— 高斯激光束 !6UtwCVR  
 组件 1b,,uI_  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 nCz_gYcIx  
— 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 9{;cp?\)M  
 探测器 d }"Dp  
— 视觉感知的仿真 ]H4T80wm&  
— 高帽，转换效率，信噪比 5zqlK-$  
 建模/设计 =&J7 'nDP  
— 场追迹： >(} I7  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 El}."}l&  
l#W
9J.q(  
2. 系统说明 2$g3ABfV  
Y 7a<3>  
*<PQp  
uK:?6>H  
3. 建模&设计结果 Iq@:n_~  
"t-u=aDl-.  
不同真实傅里叶透镜的结果： aP%2CP~_P  
fI5]ed eS  
vakAl;  
]pZxbs&Vb  
4. 总结 :3z`+5Y*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 JP2zom  
CMm:Vea  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 q"|,HpQ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 WW'8&:x  
PhHBmMGL  
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。 ~VRt6C  
n(|~z  
应用示例详细内容 CLb~6LD  
C6=P(%y  
系统参数 y|BRAk&n  
Rn(vG-xQ  
1. 该应用实例的内容 u}eqU%  
_&Hq`KJm  
%>dCAj"  
3HU_~%l  
na;U]IK  
2. 仿真任务 %nTgrgS(=  

%Ts6M,Fpp  
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。 R. sRH/6  
,cbCt  
3. 参数：准直输入光源 `CWI%V  
%_rdO(   
:u%Jrc(W  
dE<}X7J%  
4. 参数：SLM透射函数 7~2b4"&
 
j4ARGkK5B  
)T-C/
3  
5. 由理想系统到实际系统 G@YX8!wU  
(v11;kdJB  
*}pl  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 <5R`E(  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 3D)gy9T&l  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 >vDa`|g  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 :^c' P<HM  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 #kO.'oIl  
)20jZm*  
*hhPCYOm  
9] i$`y  
]SqLF!S(=  
应用示例详细内容 'y
(;:Kc  
9~bl  
仿真&结果 0y>]68D  
^BDM'  
1. VirtualLab中SLM的仿真 F/MzrK\':m  
6}Se$XMl  
 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)。 V/X4WZs|i  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 > 3<P^-9L  
 为优化计算加入一个旋转平面 ~]}V"O%,  
Mw=sW5Z  
NQ7j{dJ?  
aR3R,6ec  
2. 参数：双凸球面透镜 I9sx*'  
-Wp69DP6q  
6`/nA4S4.  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 *h+@a  
 由于对称形状，前后焦距一致。 qH3<,s*  
 参数是对应波长532nm。 @8IYJ{=  
 透镜材料N-BK7。 (AHZmi V  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 r:[N#*kK  
'S_kD! BO  
c6IFt4)g  
D}n&`^1X+  
u/`jb2eEU:  
c$X0C&m  
3. 结果：双凸球面透镜 mcbr3P  
m!{}Y]FZn  
ls5s
}X  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 AJ0qq  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Oeua<,]Z~  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 oSmv  (O  
Z3:M%)e_u$  
ya!RiHj  
h8IjTd]z{$  
bjgf8427I  
4. 参数：优化球面透镜 ?{bF3Mz=  
kbqG)
 
e-$U .cx  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ye-o'%{  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 PQla-  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 68m
(%%E@  
 透镜材料同样为N-BK7。 tBDaFB  
z^+`S:  
;B%NFvG  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 x/nlIoT  
MQL1/>j;  
l2v4SvbX  
zzf;3S?  
5. 结果：优化的球面透镜 %bM^/7  
3t  
pdcP;.  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Ka[@-XH  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2ckAJcpEb/  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 BMw_F)hTO  
4::>C
a^{  
A>;Q<8rh  
T6s~f$G  
6. 参数：非球面透镜 U.7;:W}c  
GF6c6TXF@  
Pn)^mt  
 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;P%&:"@M  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 m'Jk!eo  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 @@L@r6  
=NyN.^bwT  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %9z N U  

&!I^m  
Evd
>s  
Da#|}m0>  
1}#(4tw)  
7. 结果：非球面透镜 VGbuEC[Y  
19)fN-0
Z  
l26DPtWi  
 生成期望的高帽光束形状。 [al,UO  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 0qXkWGB  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 p5<2tSD  
TGnyN'P|  
[aM_.[bf  
JpVV0x/Q/_  
O.7Q*^_  
8. 总结 >n,RBl  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 pWo`iM& F  
!!Tk'=t9"3  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .r9-^01mG  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0s
jw`<ic  

pg3B^  
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。 9*!C|gC9Ia  
Lp\89tB>  
扩展阅读 )A]
E:]2  
"hRw_<  
扩展阅读 zx7*Bnu0  
 开始视频 {7^7)^@  
-     光路图介绍 76[
O3%  
 该应用示例相关文件： r!eCfV7  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 .pNPC|XU  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 |RqCw7  
'T54k  
]A}'jP
 
QQ：2987619807 5TlPs_o