[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) aW@J]slg  
应用示例简述 o}VW%G"  
1. 系统细节 5.X`[/]<r  
 光源 Hsvu&>[`S  
— 高斯激光束 '?j,oRz^T  
 组件  v+qHH8  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 e!.r- v9  
— 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 E!}~j  
 探测器 d;WXlE;  
— 视觉感知的仿真 o.M.zkP a  
— 高帽，转换效率，信噪比 {Tl|>\[P  
 建模/设计 U1~6o"1H  
— 场追迹： ylVBK{w9  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 &I=F4 z  
@-H D9h  
2. 系统说明 i
.Jk(%c  
PAHkF&  
4M{]YZMw8  
5Ff1x-lQ  
3. 建模&设计结果 2/M:KR  
2j(]Bt:  
不同真实傅里叶透镜的结果： c</u
]TD  
``9`Xq
  
b0a
blVk  
|6y(7Ha  
4. 总结 04wO9L;  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 HDV$y=oHh  
%.`<ud  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 P K9BowlW  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 <QZ X""  
l d
@B  
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。 DC6xet{  
V-.Nc#  
应用示例详细内容 b am*&E%0K  
WEVV2BJ  
系统参数 $(JB"
%S8c  
Wi3St`$  
1. 该应用实例的内容 u&\QZW?  
C#Y_La  
,s.{R  
_hbTxyj  
s%p,cz; ,  
2. 仿真任务 Wp0L!X=0  
B9Y*'hmI  
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。 =%
IBl]Z!"  
sUEvL(%nY  
3. 参数：准直输入光源 $`O%bsjX  
E,g5[s@  
IQya{e  
=p29}^@@t  
4. 参数：SLM透射函数 q]r
?s%x  
~w9.}   
i!k5P".o^  
5. 由理想系统到实际系统 01;  
\~bx%VWW4  
1e(QI) ~  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ^geC
?m  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 sn6:\X<[  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ^KO=8m( )J  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 $b=4_UroS  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 8R;A5o,  
7B| #*IZe  
&Y/Myh[P  
&9:"X  
vbT,! cEm  
应用示例详细内容 B^C!UWN>%X  
r|W2I,P  
仿真&结果 c4AkH|  
@M!WosRk  
1. VirtualLab中SLM的仿真 }jWZqIqj  
6}aH>(3!A  
 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%
a  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 P.Uz[_&l6  
 为优化计算加入一个旋转平面 E"{2R>mU~  
Sgy_?Y  
asQXl#4r  
9=wt9` ?  
2. 参数：双凸球面透镜 Kf!8PR
$  
fZ)M Dq  
Z F&aV?  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 pf'-(W+  
 由于对称形状，前后焦距一致。
wf[B-2q)  
 参数是对应波长532nm。 M*x1{g C/  
 透镜材料N-BK7。  {Hp*BE   
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q\ AM] U  
{vL4:K  
}VUrn2@-4  
w?LDaSz\t  
q=H dGv  
W@(EEMhw  
3. 结果：双凸球面透镜 I8RPW:B;B  
5u=(zg  
'Lb-+X,  
 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。 E"|LA[o  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 /y.+N`_  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 cJ> #jl&  
<,S5(pZ  
vg6'^5S7  
qek[p_7  
HpD<NVu  
4. 参数：优化球面透镜 |*w}bT(PfR  
:XP/`%:  
\
k69 S/O  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Q{~WWv  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 e{<r<]/j
 
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 E>}(r%B  
 透镜材料同样为N-BK7。 $%3"@$  
q4~w D  
[A.ix}3mm  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !M&Qca2  
os3jpFeG'  
T|{1,wP  
{vf"`#Q9  
5. 结果：优化的球面透镜 %FDv6peH  
P&s-U6  
i#lnS
J08  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 s?irT;=  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 %}nNwuJ  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 1zDat@<H  
(zO)J`z>  
+@ FM~q  
U>,E]'  
6. 参数：非球面透镜 :U}.  
%)|pUa&  
8-2e4^ g(  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 w'/Mn+  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Bv)^GU&  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 DLWG0$#!  
Hj>(kL9H  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 J ^y1=PM  
M$9
?{8m  
f[AN=M"B"s  
kma)DW  
GbLuXU  
7. 结果：非球面透镜 94>EA/+Ek  
xejQ!MAB  
&RzkM4"  
 生成期望的高帽光束形状。 7j ]d{lD  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 V?.')?'V  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 #%;QcDXRe  
VDyQv^=#  
#}8l9[Q|M  
v*.[O/,EBR  
#s\HiO$BT  
8. 总结 cL]vJ`?Ih  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 '\MYC8"  
Q=,6W:j  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 xe~l
V  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _XO3ml\x@  
_{]\} =@  
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。 eVXlQO  
)\qA[rTG  
扩展阅读 t==CdCl  
!R;NV|.eI6  
扩展阅读 ]WsQ=  
 开始视频 |8bqn^@$t  
-     光路图介绍 z^ai *   
 该应用示例相关文件： p-6
Y5$Y  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计  $:7
T  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 95wi~^^  
4P406,T]r  
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QQ：2987619807 )}/ ycTs