[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) {7=k/Y*U  
应用示例简述 {1GIiP-U  
1. 系统细节 .r@'9W^8  
 光源 utw@5  
— 高斯激光束 o5NrDDH  
 组件 "C+Fl /v  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 D&8*4>  
— 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 y(Q.uYz*  
 探测器 yn{U/+  
— 视觉感知的仿真 M]e _@:!  
— 高帽，转换效率，信噪比 ;] #Q!  
 建模/设计 8SMa5a{  
— 场追迹： et}s yPH  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 f=40_5a6  
VHU,G+ms  
2. 系统说明 pB,@<\l %  
*\[GfTL  
B 6,X)  
!q*]_1  
3. 建模&设计结果 PPNZ(j  
/?:]f  
不同真实傅里叶透镜的结果： 1 BVpv7@  
lb#`f,r>  
5LxzET"P  
N~M-|^L  
4. 总结 9{{CNy p  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 U^$l$"~"  
4_?*@L1  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 <' b%  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 $RV'DQO  
!rgdOlTR^  
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。 `)eqTeW  
O7T wM Yh  
应用示例详细内容 -"3<Ll  
*AN2&>Y  
系统参数 ^2um.`8  
2<5s0GT'/  
1. 该应用实例的内容 !8>tT  
`=~d^wKYJ3  
WqRg/  
Nv
_"?er+y  
,LJX  
2. 仿真任务 ||k^pzj%  
s&zg!~@5b  
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。 BM]sW:-v  
DvvjIYB~  
3. 参数：准直输入光源 q9c:,k  
P(za8l
>  
20H$9M=}  
\
)vxZ!  
4. 参数：SLM透射函数 lTpmoDa%  
S[cVoV  
<CUe"WbE)  
5. 由理想系统到实际系统 G@igxnm}  
skP2IMa75  
O486:tF  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 mam2]St"  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 nr<&j#!L  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 j*jO809%^  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 cB9`U4<  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 }x1*4+Y1  
?Y#0Je
 
-?WhJ.U  
D0=H&Z[  
C0F#PXUy  
应用示例详细内容 @cZNoD  
ISuye2tExq  
仿真&结果 g^DPbpWxu  
P=V=\T<4_  
1. VirtualLab中SLM的仿真  D=nuK25  
vxzOG?Xc:  
 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)。 438+zU  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Yg6 f  
 为优化计算加入一个旋转平面 EV 8}C=  
v/BMzVi  
lT3,G#(  
fK|F`F2V  
2. 参数：双凸球面透镜 @^$Xy<x  
*a7&v3X  
S5Q$dAL  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 tc@([XqH  
 由于对称形状，前后焦距一致。 T.zUerbO  
 参数是对应波长532nm。 `AA[k  
 透镜材料N-BK7。 9ci=]C5o3K  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 T&=1IoOg  
D@(Y.&_  
FXPw5  
n^;:V8k  
W|@/<K$V  
%<q l  
3. 结果：双凸球面透镜 S/|'ggC  
+_HPZo  
 ajayj|h  
 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。 .4
"9o%  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 $gN1&K  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 0FFx  
x62b=k}  
0k5;Qf6A  

>*v^E9Y  
7 Znr2I  
4. 参数：优化球面透镜 2c.~cNx`q[  
$g55wGF  
p-zWfXn!P  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 :mU,g|~55  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ;Bo{.91
6  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 t>h<XPJi  
 透镜材料同样为N-BK7。 95,y@~*]  
!+4}x;!8  
6<+R55  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 :cmfy6h]  
gg(^:`+  
-<jb>8  
xr)Rx{)3h  
5. 结果：优化的球面透镜 ) w.cCDL c  
ANy=f-V  
UD
Hk@M  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 4Wq{ch  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Y B@\"|}  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 =j 6amk-  
mfO:#]
K  
+.Kmpw4  
-Rhxi
b|<  
6. 参数：非球面透镜 R ;^[4<&  
A\Q]o#U  
`wI<LTzXS  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 nn"!x|c  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 2Av3.u8%u  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 BYN<|=  
v6 DN:!&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 h3D8eR.  
#F.;N<a  
kDJ5x8Q#  
HHD4#XcU  
P@:#NU[  
7. 结果：非球面透镜 W{l+_a{/9  
;8;nY6Ie  
W|3XD-v@  
 生成期望的高帽光束形状。 S=^yJ6xJ  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 E27wxMU  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Pv{ {zyc  
3=1aMQ  
zr?%k]A%UO  
6pI=?g  
v8,+|+3  
8. 总结 _r5Q%8J  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 w-R>gdm  
'MPt K  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^q@.yL  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 j|9;") 1  
}%[TJ@R;  
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。 y@'8vOh`  
za'Eom-<u  
扩展阅读 <0vQHND,3  
[a\:K2*'  
扩展阅读 E
kM?Rs  
 开始视频 <wxI>T}b  
-     光路图介绍 4aGV1u+4  
 该应用示例相关文件： 0]{h,W3]@[  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 3Ec5:Caz  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 tt,MO)8VD  
}8p;w T!  
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QQ：2987619807 -*k%'Gr