[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) 1.\|,$  
应用示例简述 ^M?O  
1. 系统细节 I*cB Ha  
 光源 #wz1uw[pI!  
— 高斯激光束 qK}4r5U  
 组件 Brw-"tmx  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 xXG-yh  
— 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 i,HafY  
 探测器 |eS5~0<`  
— 视觉感知的仿真 T=lir%q  
— 高帽，转换效率，信噪比 72rnMHq  
 建模/设计 ?VC[%sjwn  
— 场追迹： ",wv*z)_>  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 s;oDwT1  
,_HSvs7-  
2. 系统说明 JkT, i_  
EC[2rROn\  
Z"spua5  
MExP'9  
3. 建模&设计结果 8GpPyG ],e  
9qyA{ |3  
不同真实傅里叶透镜的结果： {&tbp Bl#  
o$dnp`E  
CX](^yU_  
z"4UObVs  
4. 总结 ]ZJu  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 "[f"h  
32DT]{-N!  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 29:1crzx~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 C.SGm  
$dr=M(&  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Z";~]]$!Y  
;dXQB>Za  
应用示例详细内容 5AmYrXZ  
7;cb^fi/  
系统参数 lMpjE  
bWc3a  
1. 该应用实例的内容 "`pI!nj  
fiDwa ;,  
foh>8/AL/  

dz^l6<a"n  
F
$TNYZ  
2. 仿真任务 :?1r.n  
r;3{%S._  
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。 Jw%0t'0Zi  
^,@!L-<~(b  
3. 参数：准直输入光源 FD?!bI4  
EdQ:8h  
v7rEUS-  
~udi=J|  
4. 参数：SLM透射函数 eow6{CD8  
L<HJ!  
i:ar{ q  
5. 由理想系统到实际系统 }6#lE,\lM  
b21c}
rI3  
$JKR,  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 >Mml+4<5  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 oj.f uJD  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 p4m9@\gn  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Rv9oK-S  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 #{973~uj  
qTM,'7Rwn  
!Pnvqgp/  
<0my,hAK  
0@w8,x  
应用示例详细内容 BR1oE3in  
2z/qbzG7  
仿真&结果 dZnAdlJ  
xf1@mi[a  
1. VirtualLab中SLM的仿真 x1['+!01  
e1'<;;; 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)。 `<I+(8]Uz  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 B+:'Ld](  
 为优化计算加入一个旋转平面 x5q5<-#  
c(@V t&gE  
Kyy CS>  
_yje"  
2. 参数：双凸球面透镜 Kt
rqrl^IJ  
u<`CkYT  
<^j,jX  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ${"+bWG2G!  
 由于对称形状，前后焦距一致。 [}snKogp  
 参数是对应波长532nm。 X}?`G?'  
 透镜材料N-BK7。 c}9.Or`?  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 98u$5=Z'/  
l4c9.'6  
-)%l{@Mr  
02Z>#AE  
8=;'kEU  
f
?O?2g  
3. 结果：双凸球面透镜 6onFf* m!x  
ha6jbni  
|KR
;$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。 `9;:mR $  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 1#H=<iJ  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 p|Po##E}g^  
JTuU}nm+  
"F/%{0d  
d`>'<  
aiP.\`>}  
4. 参数：优化球面透镜 e 5hq>K  
_hgu:  
2y6 e]D  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 0pT?qsM2  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 a6AD`| U8  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ^O_E T$  
 透镜材料同样为N-BK7。 G]Fp},  
P !:LAb(  
@ i$jyc  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =aM(r6 C  
<-xI!o"}  
pW
Y $aI  
0fhz7\a^_<  
5. 结果：优化的球面透镜 w'NL\>  
QXTl'.SfF  

d>j`|(\  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 4+fWIY1 "  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 egur}  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 2H7b2%  
rPf<8oH  
|tl4I2AV  
H+UA  
6. 参数：非球面透镜 dtHB@\1  
~(Wq 5<v  
kk6Af\NZ  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 |G^w2"D_Z  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 "uR,WY  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 #bN'
N@|  
X6lkz*M.  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .EJo9s'  
nksx|i l  
Gw4~  
wxy.&a]  
Bp #:sAG  
7. 结果：非球面透镜 *&7F(  
>K<n~;ON|  
l423+vo  
 生成期望的高帽光束形状。 aj>
6q=R  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 x+niY;Z E  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 fO6i  
>)E{Hs  
8_yhV{  
565UxG }
 
OjVI4@E;Xe  
8. 总结 ma__LWKM,  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 v#yeiE4  
9|y?jb5im  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 NJ6* 7Cd  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 X@:[.eI~  
z"[}Sk  
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。 H
B+{vuN*L  
46p%y  
扩展阅读 [FhFeW>  
IrIF 853g  
扩展阅读 ~!bA<q  
 开始视频 14U:.
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-     光路图介绍 ElBpF8xJ|o  
 该应用示例相关文件： o5k7$0:t/  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ",9QqgY+  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 )SJ18 no|l  
=a!w)z_rw  
?H7YmN  
QQ：2987619807 IYZ$a/{P