[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) lTJ1]7)  
应用示例简述 T=35?   
1. 系统细节 0L"CM?C  
 光源 -fw0bL%0  
— 高斯激光束 <MZ$baK  
 组件 lc>)7UF  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 q$z#+2u  
— 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 nv1'iSEeOl  
 探测器 'bGL@H  
— 视觉感知的仿真 g <^Y^~+E  
— 高帽，转换效率，信噪比 L@2%a'  
 建模/设计 CnruaN@  
— 场追迹： JYL/p9K[I  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 RmxgCe(2a  
2ME"=!&5  
2. 系统说明 )k01K,%#)  
|!{Q4<  
}c1Vu  
j8
9|hG)2  
3. 建模&设计结果 /tl/%:U*.  
fN~kdm.  
不同真实傅里叶透镜的结果： jK/2n}q&]  
G,M &z>ub0  
zqfv|3-!}  
4)BZ%1+  
4. 总结 -Bbg'
=QZa  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 }3:DJ(Y  
wLC!vX.
S  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Os^sOOSY  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9;2PoW8  
V2sWcV?  
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。 `fh^[Q|4n0  
*vv<@+gA  
应用示例详细内容 (oX|lPD<b  
{k] 2h4 &h  
系统参数 @*q WV*$h  
4*
MjDb  
1. 该应用实例的内容 (RG\U[  
r \H+=2E'  
pg~vt
eq5  
IGv_s+O-*  
.+>w0FG.  
2. 仿真任务 tagkklJ~  
H
`q" _p:  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 i3t=4[~oL  
Pc>$[kT0  
3. 参数：准直输入光源 _H}y7  
sv\'XarM  
6~zR(HzV{  
Z l.}=  
4. 参数：SLM透射函数 ~E-
YXl9  
a(Ka2;M4J  
'<~rV  
5. 由理想系统到实际系统 UgDai?b1  
DfwxPt#
 
;~T)pG8IS  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 _'<V<OjVM!  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 T
Ez)d=  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 (q`Jef  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ~r;da9  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 {dvrj<?  
SjD,  
FP<RoA?W  
3l
H#+@  
Je_Hj9#M\d  
应用示例详细内容 75i M_e\  
k1Zu&4C\  
仿真&结果 !P/ ]o  
S+H#^WS
t  
1. VirtualLab中SLM的仿真 /+4Dq4{t)  
6-va;G9Fc  
 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)。 *-$u\?$  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 QT{$2 7;  
 为优化计算加入一个旋转平面 ;wND?:  
xn)FE4  
G~_5E]8  
@_^QBw0  
2. 参数：双凸球面透镜 ~-x8@ /   
UXD?
gK1  
k$:QpTg[  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 UT[nzbG  
 由于对称形状，前后焦距一致。 @z"Zj 3ti  
 参数是对应波长532nm。 IcZ_AIjlk  
 透镜材料N-BK7。 2!>phE  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 H^xrFXg~z  
vW]Frb  
G&:[G>iSm^  
SdC505m0*  
'KpCPOhfR  
* 2[&26D  
3. 结果：双凸球面透镜 xou7j  
+A8S 6bA[=  
fI`T3Y!7  
 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。 G?\o_)IJ  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 _/ j44q  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 TFb

CJ@X  
^!k^=ST1J  
'j#oMA{0  
,]Yjo>`tW  
v}A] R9TY  
4. 参数：优化球面透镜 OP |{R7uC  
R<LW*8  
z/ T|  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 p9R`hgx  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 "Nd$sZk=  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 yGgHd=?  
 透镜材料同样为N-BK7。 qMYR\4"$  
a$#,'UB  
M_MiY|%V/K  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 oV?tp4&  
mhJ>5z  
(HLy;^#R  
+f\tqucI3  
5. 结果：优化的球面透镜 pTUsdao^,  
9Q=g]int u  
GW'=/ z7  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。
NrVQK}%K  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 (~-q}_G;Q  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 }@@1N3nnxV  
X ~4^$x  
h 7kyz  
v|_?qBs"  
6. 参数：非球面透镜 r&}fn"H!  
*Dh.'bB!  
^]'p927  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 +<:p`%  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ec1
snMY  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 W~W^$A  
GY,@jp|R  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {ZbeF#*"  
y$*?k0=ZX  
)%;#~\A  
'7>Vmr6  
$f1L<euH  
7. 结果：非球面透镜 U,iTURd  
:L:;~tK  
)%X\5]w`  
 生成期望的高帽光束形状。 )~d2`1zGS  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ,~K_rNNZ  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 W$gSpZ_7  
j])iyn~-Ke  
<n }=zu  
RfN5X}&A  
HLYM(Pz  
8. 总结 \Zoo9Wy  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 NXeo&+F  
SKLQAE5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ZI}m~7  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 H/)=  
,)]ZD H  
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。 H _3
gVrP_  
fbw{)SZ  
扩展阅读 wO8^|Yf  
U45/%?kE)  
扩展阅读 7MGc+M(p  
 开始视频 MM'<uy  
-     光路图介绍 _tjFb_}Q  
 该应用示例相关文件： P]y2W#Rs  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Q7=J[,V:2  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 i;|%hDNWA  
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Pv1psKu  
QQ：2987619807 -vjjcyTt