[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) mc56L[  
应用示例简述 4]M =q{  
1. 系统细节 5lG|A6+w{  
 光源 9M19UP&  
— 高斯激光束 |7Yvq%E  
 组件 
_.hIv8V  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 z'v9j_\  
— 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 Dl@{}9  
 探测器 vzQyE0T/  
— 视觉感知的仿真 Hm<M@M$aG  
— 高帽，转换效率，信噪比 xP{m9_Qj  
 建模/设计 rQuOt  
— 场追迹： Ny[s+2?  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 mKMGdN~  
cEtZ}2,j  
2. 系统说明 V4qZc0<,H  
6#/LyzZq|  
SSo~.)J  
vJzxPy|  
3. 建模&设计结果 7n$AkzO0  
.Lp Nm'=R  
不同真实傅里叶透镜的结果： c@)pKi#W  
YGi/]^Nba  
G<Th<JF)Q  
ejDCmD  
4. 总结 6qY\7R2+  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 `mQP{od?"?  
`8qT['`#R  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4/ 0/#G#j  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 &P{o{  
|q9,,i}!  
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。 {: Am9B  
$a)JCErN  
应用示例详细内容 {EZFx,@t  
h,Y{t?Of  
系统参数 $ $W{HsX  
~k"eEV p  
1. 该应用实例的内容 ID_|H?.  
X=-gAutfE=  
BvNl?A@]A  
~t1O]aO(  
0m)-7@  
2. 仿真任务 h0&>GY;i  
n$}R/*  
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。 K*J4&5?/  
A} x_zt  
3. 参数：准直输入光源 ..v@Q%  
8T!fGzHx  
1 P(&GYc  
.`i'gPLkn2  
4. 参数：SLM透射函数 YMd&To0s  
}L{_xyi>#  
Fv5x6a  
5. 由理想系统到实际系统 EIy]qAE:f  
{PP^Rb)  
O?+tY y?  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 VNJDl  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 L<{OBuR  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 d&$.jk8 2  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 `[g#Mxw  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 [MSDk"o&  
6&/ Ew4 e  
"W3n BaG  
_>Pe]3  
e|OG-t[$*  
应用示例详细内容 lN*1zM<6;  
wz|Q%.%?[  
仿真&结果 A
>ug'.  
^=heen<S%  
1. VirtualLab中SLM的仿真 !=k*hl0h  
&+|jJ{93z  
 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)。 71}L#nQ  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 \_-kOS
 
 为优化计算加入一个旋转平面 [TpA26#TTO  
gz)wUQ|W  
-E,{r[Sp  
TV[6+i*#  
2. 参数：双凸球面透镜 JaB tX'  
hr$VVbOho  
*h5ldP  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 !`d832  
 由于对称形状，前后焦距一致。 &zg$H,@Qp  
 参数是对应波长532nm。 nf+"vr}1  
 透镜材料N-BK7。 fjz2m   
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 nJM9c[Ou^H  
*BP\6"X  
EFT02#F_f  
RfVV(X  
@poMK:  
{XVf|zM,  
3. 结果：双凸球面透镜 D^T7pO  
Pvb+  
eA~_)-Z-  
 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。 (Db*.kd8,  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 tp,
mw24  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 (VF4FC  
y1jGf83  
9DP75 ti  
[>aoDJ  
\Im\*A   
4. 参数：优化球面透镜 ^w.(*;/  
[(.T%kJ  
p;QX"2  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 s+\qie  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 xa%ktn  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 LF3GVu,  
 透镜材料同样为N-BK7。 4'4s EjyA  
QWQ6j#`  
{0Ol/N;|D  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 1SJHX1CxX  
4|o{_g[  
`sp'Cl!  
(qc!-Isd~[  
5. 结果：优化的球面透镜 ePcI^}{  
%imBGh  
}s)&/~6  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ;0_J7  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 4Xb}I;rM  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 7.1E mJ  
+/UXy2VRt$  
>|o9ggL`J5  
0f}Q~d=QL  
6. 参数：非球面透镜 'frL/[S  
=g>7|?6>=  
=D"63fP1  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 3x;y}:wQa  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 @ 6VH%  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 u g$\&rM>
 
#o |&MV_j  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 QIz N
#;g  
hZ/  
f8_UIdM7  
z%gtV'  
-D^y)  
7. 结果：非球面透镜 nJ0eZBgB]  
$(mdz)Cfy  
{*r$m>HpM  
 生成期望的高帽光束形状。 E1 gTrMo  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ~9'4w-Sy  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Ch&]<#E>`  
1?#p !;&  
rOf  
:W<,iqSCm  
W%<]_u[-}  
8. 总结 $izpH  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。  #=~1hk  
?)QBJ9F  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^9f`3~!#bc  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 lJ1xx}k{U  
KGLhl;a  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 K1{nxw!`  
?
RAR  
扩展阅读 |[7$) $  
X^ ]$/rI)  
扩展阅读 -oT+;2\2  
 开始视频 Saq>o.  
-     光路图介绍  v2=!*  
 该应用示例相关文件： >{)#|pWU  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 yacGJz^f=  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ;Sl0kSu  
]~eWr2uG?  
}Fe{s;  
QQ：2987619807 GoA>sK