[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) pk=z<
OTb  
应用示例简述 DNM~/Oo  
1. 系统细节 ]@1ncn7N  
 光源 |om3*]7  
— 高斯激光束 \=~<I  
 组件 CV7.hF<  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 L/cbq*L  
— 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 }W%}_UT  
 探测器 s*}d`"YvH  
— 视觉感知的仿真  })w5`?Y  
— 高帽，转换效率，信噪比 Y.Ew;\6U  
 建模/设计 0P53dF  
— 场追迹： qdu:kA:]  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 #$fFp  
8i"{GGVC  
2. 系统说明 z#*GPA8Em:  
ae1fCw3k  
kp;MNRc  
oq<#  
3. 建模&设计结果 .g&BA15<F6  
zKWi9  
不同真实傅里叶透镜的结果： 2W~2Hk=0+%  
'XQv>J  
g-(xuR^*  
!!K=v7M  
4. 总结 "ChBcxvxb:  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Wj*6}N/  
 y.eBFf  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ,>jm|BTD {  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 C,z]q$4  
KJkcmF}Q  
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。 K|1^?#n  
I5"=b}V5  
应用示例详细内容 >) :d38M  
O@Kr}8^,  
系统参数 QY fS-  
%E!0,y,:  
1. 该应用实例的内容 p]g/iLDZ  
bU,&|K/  
Wl2>U(lj  
xX>448=  
wb9
zJAsc  
2. 仿真任务 ! O>mu6:Rf  
M*{e e0\`r  
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。 J8D-a!  
M
U^Z*r  
3. 参数：准直输入光源 liB>~DVC  
NV;tsuA|  
Yb\36|  
s`2o\]  
4. 参数：SLM透射函数 Zn!SHj  
ljCgIfZ_4  
n(+:l'#H
J  
5. 由理想系统到实际系统 [6tQv<}^
 
K&h|r`W(  
ouI0"R&@  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 1FX-#Y`e  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 <Jk|Bmw;  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 _B[(/wY  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 #75;%a8  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 BMW4E 5  
y%y#Pb|  
+Lr0i_al  
kgu+q\?  
b
+_E)4  
应用示例详细内容 /P%:u0fX,  
3^a"$VW1  
仿真&结果 EKf4f^<  
BkF[nL*|  
1. VirtualLab中SLM的仿真 _V?Q4}7d/  
P;/T`R=Vr"  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 A!~o?ej  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 }R x%&29&  
 为优化计算加入一个旋转平面 2S4z$(x3  
73.b9mF  
9.B7Owgr89  
.wSAysiQ|P  
2. 参数：双凸球面透镜 pf_ /jR  
S7vE[VF5  
Y4O L 82Y  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ;a`X|N9  
 由于对称形状，前后焦距一致。 >A/=eW/q  
 参数是对应波长532nm。 #rwR)9iC0  
 透镜材料N-BK7。 F8I<4S  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 JNz0!wi  
`dZ|}4[1  
$%-?S]6)  
mI%/k7:sf  
$\ '\@3o  
._Xtb,p{  
3. 结果：双凸球面透镜 5,Y2Lzr  
h(-&.Sm")H  
^d*>P|n*@e  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 O~el2  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 _1'Pb/1  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 P$Q&xN<#)  
ULjzhy+(8  
$EIkk= z  
wrU[#g,uvr  
8.':pY'8"  
4. 参数：优化球面透镜 ]Yex#K   
jxaoQeac  
h'p0V@!N  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 MVdx5,t  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 #Au&2_O  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 N3<Jh  
 透镜材料同样为N-BK7。 CdO-xL6F  
KoJG!Rm  
+kL(lBv'  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 
iurB8~Y  
o=QF>\\  
8B/9{8  
m5N&7qgp  
5. 结果：优化的球面透镜 lv*uXg.k^  
}HorR2(`N  
(?y2@I}  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 p%1m&/`F  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ud D[hPJd  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 us%RQ8=k  
;7k7/f:  
4 G[hU4L  
rbbu
SI  
6. 参数：非球面透镜 >iN%Uz  
sEyl\GL  

-d'|X`^nE  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 "lf3hWGw  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Ai18]QD-  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 XH$|DeAFM  
YCO:bBmp:  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 [uQZD1<q  
RJ4mlW  
T9-a uK0d  
GQq'~Lr5  
, % jTXb  
7. 结果：非球面透镜 Tpx,41(k  
^\jX5)2{  
+lJ]-U|P  
 生成期望的高帽光束形状。 , vyx`wDd  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 .6o y>4  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 \|`Pul$  
agT[y/gb  
%nf=[f
 
TR_oI<xB2  
qXhf?x  
8. 总结 AiK
4t-  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 h\\2r>  
_)2TLA n3  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 _4B iF?1  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9= $,]M  
G;c0  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 %uqD\`-  
9R"N#w.U]  
扩展阅读 -Bv1}xf=6  
h_
GBx|c  
扩展阅读 M`pTT5r  
 开始视频 KVpAV$|e  
-     光路图介绍 Ds,"E#?  
 该应用示例相关文件： P3ev4DL  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 N%|Vzc  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 yPG\ &Bo  
LY:?OGh  
T-2p`b}hW  
QQ：2987619807 TxxB0