[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) ,/?J!W@m  
应用示例简述 #&'S-XE+  
1. 系统细节 ZWCsrV*;  
 光源 =3035{
\  
— 高斯激光束 =MqEbQn{C3  
 组件 @&m [w'tn  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 tx5bmF;b)  
— 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 hl:Ba2_E +  
 探测器 ^aB;Oo  
— 视觉感知的仿真 gX{j$]^6G8  
— 高帽，转换效率，信噪比 U2A-ub>7  
 建模/设计 HIc;Lc8$  
— 场追迹： 5;XC!Gz  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 #`_W?-%^  
XZOBK^,5^B  
2. 系统说明 >)WE3PT/O"  
}ekNZNcuM  
m~+.vk  
fz|*Plv  
3. 建模&设计结果 P'Y(f!%  
/RB%m8@;  
不同真实傅里叶透镜的结果： gveGBi  
"Erphn  
;j T{< Y  
@wXYza0|d  
4. 总结 Zna6-0o  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 MEI&]qI  
D\G 8p;  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /uWUQ#9  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 L"YQji!  
f4S}Nga(  
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。 @>z.chM;  
O.dZ3!!+  
应用示例详细内容 ;ab[YMkH  
D!* SA  
系统参数 `m'RvUc  

w?D=  
1. 该应用实例的内容 bzG vnaTt  
GNW$:=0u  
F42^Uoaz  
n!zB+hW  
%;wD
B2k*  
2. 仿真任务 P=}l.R*1G  
@^0}wk  
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。 "'DPb%o  
-n@,r%`UK  
3. 参数：准直输入光源 jXx~5  
AIP0PJI3  
&4wSX{c/P  
6Lq8#{/]u  
4. 参数：SLM透射函数 &LV'"2ng8  
xRZ K&vkKE  
tG]W!\C'h  
5. 由理想系统到实际系统 xz`0V}dPl  
G9S3r3  
fm#7}Y  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 fhk(<KZvJ  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 `_&vvJPn@!  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 nVpDjUpN  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 hAgrs[OFj  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 L]YJ#5  
DFwiBB6  
ybf,pDY#f  
[g==#[  
A _7I0^  
应用示例详细内容 W^W.* ?e`  
e9\_H=t+  
仿真&结果 DW,Z})9  
v%#@.D!)  
1. VirtualLab中SLM的仿真 0 Swu]OE  
87pu\(,'  
 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)。 JrxQ.,*i  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 G_WFg$7G%  
 为优化计算加入一个旋转平面 4tkb7D q  
U4"&T,'lTL  
]'<}kJtN.  
t%y i3  
2. 参数：双凸球面透镜 "MPS&OK  
nr>Yj?la  
f4`Nws-dP  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 3?k<e  
 由于对称形状，前后焦距一致。 6R2F,b(_  
 参数是对应波长532nm。 A{3nz DLI  
 透镜材料N-BK7。 !;t6\Z8&  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 [IyC}lSW^-  
cr18`xU  
p=[I;U-#H  
FrRUAoFO  
D3O)Tj@:}(  
{iQ4jJ`n  
3. 结果：双凸球面透镜 B$q5/L$
}  
m8l!+8  
?>R(;B|ER  
 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。 Q*f0YjH!  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 (j%"iQD  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 >2'A~?%  
6m:$RW  
H ~<.2b  
qus%?B{b}  
: t D`e<  
4. 参数：优化球面透镜 *\0h^^|
@  
6/0bis H  
nWd;XR6|  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 (76tYt~I=  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 fG@]G9Z  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ND3|wQ`M0  
 透镜材料同样为N-BK7。 =Q# (2  
8NWuhRRrw  
j\@&poJ(,  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 CQ{pv3)  
QqC-ztz  
a0k/R<4  
I 'ha=PeVn  
5. 结果：优化的球面透镜 Rx@0EPV  
(V
}?y:)  
JGYJ;j{E]  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 !Ks<%; rb  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 |lIgvHgg  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 kb\\F:w(W  
(s51GRC  
wO]H+t  
?%T]V+40  
6. 参数：非球面透镜 Gg^gK*D  
!W b Q9o  
1_mq
PMm  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 OL.{lKJ3DV  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 (Kw%fJT  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 u&j_;Y!6  
L7yEgYB  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 U_wIx  
V|2[>\Cv  
&<(&u`S  
&!>.)I`  
Q^'xVS_.  
7. 结果：非球面透镜 mW3IR3b  

pWeD,!f  
m&--$sr  
 生成期望的高帽光束形状。 q^}iXE~  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 5_rx$avm  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !3ji]q;uF  
h\|T(597.  
2t3)$\ylQp  
Dyj>dh-  
<,t6A?YoMP  
8. 总结 ,/eAns`ZU  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 DLoH.Fd  
i&L!?6 5-f  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 1Uc/r>u9  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 LKM;T-  
L}tP_ *  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 CeUC[cUQU  
T?*f}J  
扩展阅读 Bf$`Hf6  
<SSkCw  
扩展阅读 .6pVt_f0/  
 开始视频 'On%p|s)H  
-     光路图介绍 `>HrO}x^  
 该应用示例相关文件： j^mpkv<P  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 nx5I  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 3 t+1M  
)D7/[zb^  
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QQ：2987619807 Ime"}*9