[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) o|AV2FM)  
应用示例简述 X5527`?e  
1. 系统细节 ep Eg6   
 光源 ~(%n
nG6x  
— 高斯激光束 7 rOziKZ"  
 组件 Y:/z)"u,C  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 &aaXw?/zr  
— 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 J(VJMS;_  
 探测器 Y+sycdq  
— 视觉感知的仿真 Sim\+SL{#  
— 高帽，转换效率，信噪比 x\GCsVy  
 建模/设计 c Q|nL  
— 场追迹： SI)u@3hl&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。 X4lz?Y:*  
5EIh5Y EU>  
2. 系统说明 ,D3?N2mB  
+glT5sOk  
7g cr$&+e  
try'%0}>  
3. 建模&设计结果 ^N _kiSr  
uMtq4.  
不同真实傅里叶透镜的结果： u!];RHOp|  
ne4hR]:  
l_y:IY$"  
Z~ VOO7|m  
4. 总结 k/?5Fs!#  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Mk7,:S  
x-+Hy\^@|  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 L\
XnTL{  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 pM=@  
n:,At]ky  
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。 7/w)^&8  
htj:Z:C`  
应用示例详细内容
N2vSJ\u  
F??})YX  
系统参数 De@GNN"-  
/\V-1 7-  
1. 该应用实例的内容 K>Dn#"{Y  
i<l_z&  
6LrG+p`  
D.9qxM"Z>  
j]#qq]c  
2. 仿真任务 :[|4Zn  
F$y3oX  
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。 qR/~a  
K>hQl
s+  
3. 参数：准直输入光源 F~2bCy[Z  
I{U7BZy  
:a @_GIC  
GuPxN}n 5  
4. 参数：SLM透射函数 $8vZiB!"  
U,Ya^2h%  
SKt&]H  
5. 由理想系统到实际系统 iqm]sC`  
bfcQ(m5  
7v3'JG1r-  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 >M=_:52.+  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 3DRJl,v  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 `>-fU<Q1  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ce@1#}*  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 $5N%!  
mQdF+b1o  
IcRA
[ g  
Ut.%=o;
&[  
A?i ~*#wE  
应用示例详细内容 jYDpJ##Zb  
OGW,[k=2{  
仿真&结果 vy&'A$ H  
M#%l}  
1. VirtualLab中SLM的仿真 3m%oXT  
n@|5PI"bx  
 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)。 >G7dw1;  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ]!CMo+  
 为优化计算加入一个旋转平面 oGt,^!V1  
mq 0d ea  
czNi)4x  
 ac  
2. 参数：双凸球面透镜 >NLG"[\  
lTb4quf8I  
Qw>~]d,Z  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 O0^m_  
 由于对称形状，前后焦距一致。 FQY{[QvF~  
 参数是对应波长532nm。 >7g #e,d  
 透镜材料N-BK7。 e}lF#$  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 slUnB6@Q  
sgYPR  
u}I-#j)wap  
tofX.oi+C$  
;]v{3m  
uuHg=8(  
3. 结果：双凸球面透镜 +4L]Z;k  
U{1%ldOJ%  
7R5m|h`M  
 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。 r2ZSkP.  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 5&)T[Q X`  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Hk&op P9)  
n_~u!Ky_P  
l4Au{%j\  
R+sv?4k  
Ei>.e
XUD5  
4. 参数：优化球面透镜 ?+)>JvWDz  
<JUumrEo  
r:{;HM+  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Ms<v81z5T  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 /1@py
~ZX  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ^8.s"4{  
 透镜材料同样为N-BK7。 M!i["($_  
xA
wP  
#W$6[#7=I  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 G*s5GG@Z.  
y^0 mf|  
Xsk/U++  
CwjKz*
'[g  
5. 结果：优化的球面透镜 z`H|]${X  
HIGTo\]Z  
JUXo3D~  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 P*|qbY  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 hKVb#|$  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 jXPf}{^  
@[LM8 @:  
:>CD;  
/+wCx#!  
6. 参数：非球面透镜 \h>6k  
Sq]VtQ(  
*j~ObE_y  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 DX0#q#  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 t5CJG'!ql  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 c( _R xLJ  
ffW-R)U|3  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5Lm-KohT'  
:]icW^%  
/z m+  
qWU59:d^{  
:jAsm[  
7. 结果：非球面透镜 :jy}V'bn$  
(%j V[Q  
B.A;1VE5  
 生成期望的高帽光束形状。 x.9[c m-!  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 |Ed?s  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 FM=XoMP q  
i"0*)$ hW  
v4]#Nc$~T  
Z*R~dHr   
/2Z7  
8. 总结 %x./>-[t  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 C).+h7{nd  
^V~^[Yp  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "#:h#uRUb  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _b`/QSL  
ef@F!s_fI  
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。 aECpe'!m4  
ol1J1Zg  
扩展阅读 >guX,hx^  
EK
Ac>g  
扩展阅读 y1h3Ch>Y  
 开始视频 >}bkX 6c5  
-     光路图介绍 B qo#cnlG  
 该应用示例相关文件： BXNC(^  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 "yK)9F[9Mo  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 \qDY0hIv t  
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QQ：2987619807 CD. XZA[