[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) nic7RN?F<  
应用示例简述 l{U-$}  
1. 系统细节 J7q]|9Hus|  
 光源 I[|5 DQ  
— 高斯激光束 x1['+!01  
 组件 e1'<;;; L  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 `<I+(8]Uz  
— 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 B+:'Ld](  
 探测器 x5q5<-#  
— 视觉感知的仿真 EsA)o 5  
— 高帽，转换效率，信噪比 $~M#msK9  
 建模/设计 _yje"  
— 场追迹： }S{#DgZ@X  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 <0,c{e  
<^j,jX  
2. 系统说明 ${"+bWG2G!  
[}snKogp  
X}?`G?'  
c}9.Or`?  
3. 建模&设计结果 98u$5=Z'/  
l4c9.'6  
不同真实傅里叶透镜的结果： CBC0X}_`  
&Q
7
vY  
c`]_Q1'30w  
?#|Y'%a"  
4. 总结 iU^
KmM I  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 _F|o
L|  
Gi})*U]P|  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %";bgU2
Q  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 <dxc"A  
#biI=S  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 c]]OV7;)>  
hS)X`M  
应用示例详细内容 Z1
j3F  
9pN},F91n:  
系统参数 ]qZs^kQ  
_
_Kn 1H{  
1. 该应用实例的内容 BM+v,hGY  
>3R)&N  
h$`P|#V&  
0Da9,&D  
4(5NHsvp  
2. 仿真任务 X-$~j+YC  
$[5S M>e]  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 [R$iX  
=b{wzx}e  
3. 参数：准直输入光源 HyKvDJ 3_  
C*A!`Q?1Y  
=<ngtN  
<d".v  
4. 参数：SLM透射函数 v8Ga@*  
@BbqYX  
d
f}DJB  
5. 由理想系统到实际系统 n&V\s0  
.(T*mk*>  
BeAkG_uG  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 1"pvrX}  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 SGi(Zk
c  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 N?]HWP^pg  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 %fY\vd2  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。
'1|FqQ\.  
(~6oA f  
8KH|:>s=  
k+ Shhe1  
&z!yY^g  
应用示例详细内容 L1'R6W~%dN  
~ ;CnwG
  
仿真&结果 '6Lw<#It  
9F[k;Uw  
1. VirtualLab中SLM的仿真 koQ\]t'*As  
Li[ :L  
 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)。 `ceetr=  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 |Tn+Aq7  
 为优化计算加入一个旋转平面 !Zf< j  
xaQO=[  
wjLtLtK?  
[wHGt?R  
2. 参数：双凸球面透镜 /CRZ  
3iKBVN  
/_yJ;l/K  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 vumA W*  
 由于对称形状，前后焦距一致。 $9LI v  
 参数是对应波长532nm。 3[*E>:)qh  
 透镜材料N-BK7。 'Z^-(xG,+  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Ct-^-XD  
PNNY_t +I  
ozF173iI  
WS17DsWW  
2`2S94'  
j5eX?bi_v  
3. 结果：双凸球面透镜 QLr.5Wcg>  
,OGXH2!h  
'3h"Ol{b  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 P*9vs%W  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 puE!7:X7  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pAZD>15l"  
=8Bq2.nlR  
 D`Tx,^E  
(c^ZFh2]  
HN7C+e4U~  
4. 参数：优化球面透镜 /j}"4_.8  
CFo>D\*J  
2<"kfan  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 jv<C#0E^  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 (P=q&]l[  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 1?!z<<  
 透镜材料同样为N-BK7。 B)^uGSW  
S.iCkX  
w-2?|XvDmf  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2m! T.$  
PG@Uygahu  
P LHiQ:  
.=I:cniw\r  
5. 结果：优化的球面透镜 ONc-jU^  
6qAs$[  
Ms * `w5n  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 cN]e{|  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 3Gr:.V9=  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 kimqm  
!Z0p94L  
e\Igc.  
v;=|-y  
6. 参数：非球面透镜 RWfC2$z  
,)u7PMs  
G; onJ>  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 VZo,AP~  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 uaiCyh1:  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 N\f={O8E  
p K=  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 O|ODJOQNol  
ZJZKCdT@  
[H-r0Ah  
h#EksX  
J/-&Fa\(  
7. 结果：非球面透镜 jE.yT(+lW  
C;DR@'+q  
czp
.q  
 生成期望的高帽光束形状。 *'BA# /
@  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Hea76P5$P+  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 M@TXzn!&o  
mW+QJ`3  
i wFI lJ@  
2A,iY}R  
o(q][:,h  
8. 总结 !+F6Bf  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 X~#jx(0_  
cW|M4`  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~"IjT'W3  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 X
H"-sZt  
Q+r8
qnL'  
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+[Z,   
"&Y5Nh  
扩展阅读 |K7zN\ Wq  
<*4'H  
扩展阅读 ,'FdUq)i  
 开始视频
p%?VW  
-     光路图介绍 }
}cS-p  
 该应用示例相关文件： 3%J
7_e'  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 rNl`w.  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 @C=Dk  
pT=YV k  
vT&xM  
QQ：2987619807 faqh }4