[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) c}FZb$q#  
应用示例简述 K&noA  
1. 系统细节 :!Tb/1  
 光源 {%b-~& F9  
— 高斯激光束 #65Uei|F`+  
 组件 !P0
Oq)
q  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 }KHdlhD  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 P1ab2D  
 探测器 `W8dayZt  
— 视觉感知的仿真 &6L{1  
— 高帽，转换效率，信噪比 I(Yyg,1Z  
 建模/设计 DP9hvu/85  
— 场追迹： R{hKl#j;>  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 [?hc.COE  
#\$R^u]!  
2. 系统说明 x*[\$E`v  
mPxph>o  
jxr~cp?4  
7PZ0  
3. 建模&设计结果 ;p#)z/zZ  
 Hs8c%C  
不同真实傅里叶透镜的结果： }cG
!93  
.4~n|d>z  
oToUpkAI  
`2?9eXC  
4. 总结 {ls$#a+d  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #|34(ML  
?*a:f"vQ  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 QOkPliX  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0*q&)  
!t6:uC7H  
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。 `X
nu("w)  
C9U~lcIS  
应用示例详细内容 |?SK.1pW  
&CFHH"OsT  
系统参数 G_g~-[O  
u~6`9'Ms  
1. 该应用实例的内容 ]%3o"|  
XS]=sfN  
"*WzoRA={  
Pm6/sO  
69 R
8#M  
2. 仿真任务 IDb|J%e^P  
!q! =VC  
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。 `AeId/A4n  
V4}9f5FR  
3. 参数：准直输入光源 X~GnK>R  
xCD|UC46?X  
~oh=QakW  
DHJh.Y@H  
4. 参数：SLM透射函数 c$Js<[1  
qC40/1-m8K  
!9DqW&8  
5. 由理想系统到实际系统 @kn0f`  
(Kd;l&8  
V6?ku6k  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 &xM
R{:
 
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 z_~f/  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 /Ou`$2H87  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 wIz<Y{HA=  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 W~k"`g7uu  
hS}?"ST|  
<Vm+Lt9  
LX'.up11X5  
wG
D".CS0  
应用示例详细内容 tbF>"?FY/  
@T  
仿真&结果 \%z#|oV#<  
?Ko)AP  
1. VirtualLab中SLM的仿真 3t5`,R1@t  
CTQF+Oe8O  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 )4>M<BO  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 B>*zQb2:  
 为优化计算加入一个旋转平面 :oYu+cQ  
\:9dt8(-U  
orYE&  
3 HOJCgit  
2. 参数：双凸球面透镜 R)MWO5  
bhDV U(%I6  
(+q#kKR  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ~A2{$C  
 由于对称形状，前后焦距一致。 9J h"1i>x2  
 参数是对应波长532nm。 NFw7g&1;Kp  
 透镜材料N-BK7。 ~sT/t1Rp  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 GTL gj'B  
"S)2<tV  
XG FjqZr`  
X-2rC  
&HBqweI  
V}gP'f07zy  
3. 结果：双凸球面透镜 FeOo;|a  
/{@^
h#4M1  
Cq\1t  
 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。 -5;Kyio  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ev~/Hf  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 !kCMw%[  
!_EL{/ko  
,Vb;2  
-+MGs]),  
[MLJs-*   
4. 参数：优化球面透镜 T}')QC&wQ  
4HXqRFUD  
,K4*0!TXP  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 >!
u@>  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 UrAg*v!Qy  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 i>=d7'oR  
 透镜材料同样为N-BK7。 o=/Cje  
'zYKG5A  

F.;G6  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Hgu:*iYA  
_`RzPIS^  
oh%kuO T[  
;VQFz&Q$u  
5. 结果：优化的球面透镜 r]!<iw  
.-kqt^Gc  
"v.]s;g  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 O_}ZSB8"  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 <9za!.(zu  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 k:?+75?$  
TF\<`}akX  
@(:ah  
x.>E7 +  
6. 参数：非球面透镜 3F%Qq7v  
R=D\VIu,Z  
Sr7+DCr  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 rWN#QL()*  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 )p.+39]{2  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 \L#BAB6z  
K;2]c3T  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Z&mV1dxR  
!'14mN#A  
T7;)HFGeW  
#Id.MLHxA_  
CK e  
7. 结果：非球面透镜 2|k*rv}l  
c%.f|/.k  
F"a^`E&  
 生成期望的高帽光束形状。 $,k SR}  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 RJs_ S  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 FV/xp}nz  
1A23G$D  
*8p\.za1  
v)JQb-<  
a@@!Eg A  
8. 总结 f5a%/
1?  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
-<#n7b  
yZ&By?.0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~QdwoeaD  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 "sFdr
XJ  
4\(;}M-R{  
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。 OxF\Hm)(  
89l_%To  
扩展阅读 whKr3)  
p)ZlQ.d#Y  
扩展阅读 @6*<Xs =  
 开始视频 :&)RK~1m_  
-     光路图介绍 .WL507*"Ce  
 该应用示例相关文件： v )7d  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 C>68$wd>  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 j<deTK;.  
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QQ：2987619807 -I=}SZ