[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) `}),wBq  
应用示例简述 ydzsJ+dx  
1. 系统细节 kS-BB[T  
 光源 ta)gOc)r R  
— 高斯激光束 _s^tL2Pc  
 组件 ~JL
qh  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 )4ek!G]Rb  
— 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 ;-u]@35  
 探测器 d%P2V>P  
— 视觉感知的仿真 oWY3dc  
— 高帽，转换效率，信噪比 2X2Ax~d@  
 建模/设计 9A.NM+u7  
— 场追迹： -t4:%-wv  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 cn} CI  
7He"IJ  
2. 系统说明 XS&Pc  
8UjIC4'  
`VwG]2 I  
b/UXO$_~-  
3. 建模&设计结果 fF0
K].  
!}*vM@)1  
不同真实傅里叶透镜的结果： E"E(<a  
eQ[akVMk  
MM32\}Y6  
7I[[S!((s  
4. 总结 R1LirZlzJ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 F7=9> ,  
`C>h]H(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 $=plAi  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 LOkgeJuWv  
E^rBs2;9
  
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。 _|C3\x1c  
Ms6;iW9  
应用示例详细内容 %h ;oi/pe  
uN<=v&]q  
系统参数 GhfhR^P  
U=D;CjAh  
1. 该应用实例的内容 961&rR}d  
la{?
&75]  
[1(eSH  
,.P]5 lE  
_W(xO |,M  
2. 仿真任务 ;b [>{Q;  
LE}`rW3  
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。 wBpt W2jA  
%@:>hQ2;  
3. 参数：准直输入光源 #6@hVR.  
PNAvT$0LaZ  
[Z/P[370  
bq7+l4CGTv  
4. 参数：SLM透射函数 ]B(}^N>WH  
6g-jhsW6  
On);SN'  
5. 由理想系统到实际系统 DH.`  
&k)+]r  
Ia](CN*;6  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 DH\Ox>b=  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ]rGd!"q  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 lJAzG,f  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Q%aF~  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 D?E VzG  
g[i;>XyP  
FiQ&g*=|  
6'
*6tS  
@GAj%MK$  
应用示例详细内容 a'`i#U  
60~*$`  
仿真&结果 umPnw  
^'Lp<YJs6  
1. VirtualLab中SLM的仿真 CxaI@+  
,eebO~7vB  
 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)。 Nkb%4ofKqu  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 P
q~#SxA~  
 为优化计算加入一个旋转平面 1<x5{/CZ  
kN 2mPD/  
dh]Hf,OLF  
u@D5SkT  
2. 参数：双凸球面透镜 0e>?!Z E  
j*8Z
e!^  
GAH<  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 :D}?H@(69  
 由于对称形状，前后焦距一致。 7]u_  
 参数是对应波长532nm。 ;xTMOuI*  
 透镜材料N-BK7。 b7xOm"X,N  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 b?=r%D->w  
\l(}8;5}  
si%V63^lN  
.))k
  
*C)m#[#:u  
=WC
E "X  
3. 结果：双凸球面透镜 LU*mR{B  
$m>( kd1  
X%!?\3S  
 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。 3|e~YmZx  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 !U5Cwq  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 s!0
9cS  
r_ 9"^Er  
!b
K;/)  
MAqETjB  
p^{yA"MQ  
4. 参数：优化球面透镜 +7"UF) ~k  
*s1o?'e  
LUx'Dm"  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 $m.'d*e5  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。
j}h%, 7  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 HE4S%#bH>  
 透镜材料同样为N-BK7。 S-6i5H"B&  
YS9)%F=X  

-K^(L#G  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 /$8& r  
2#`d:@r  
-uAGG?ZER  
;rh=63g  
5. 结果：优化的球面透镜 10dK%/6/O  
}&ew}'*9)  
kYS\TMt,C  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 EA:_PBZ  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 bnp:J|(ld  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 PwAmnk !  
IOrYm  
[eF|2:  
w `M/0.)V  
6. 参数：非球面透镜 U$ZbBVa`~  
"g!/^A!!  
Y^?PHz'Go  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 3z 5"Ckzb  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 |[bQJ<v6  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 &M\qVL%w  
\Zk<|T61$  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 b!;WF  
K8iQ
?  
]G~u8HPH!m  
Mb%[Qp60  
RCGpZyl  
7. 结果：非球面透镜 :)
Nk  
J:;nN-\j  
.w~L0(  
 生成期望的高帽光束形状。 vnsMh  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 zy9W{{:P(1  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 .O4=[wE!U  
Ac,bf 8C  
oA ]F`N=  
YH[HJ#:7r  
VS<w:{*  
8. 总结 0vz!)  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5sMyH[5zY  
TP/bPZY  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 2f0_Xw_V_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6[1lK8o  
"CT`]:GGK  
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。 i ;YRE&X  
#mv~1tL  
扩展阅读 Mw$.B#  
nqujT8  
扩展阅读 O%s?64^U  
 开始视频 ]FO)U  
-     光路图介绍 +?[iB"F  
 该应用示例相关文件： k{C|{m  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 _k5-Wd5Ypw  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 `l}r&z(8  
Ru`7Xd.
  
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QQ：2987619807 kv3V|