[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) Gt9&)/#  
应用示例简述 ss;R8:5  
1. 系统细节 .<kqJ|SVi  
 光源 F~A'X  
— 高斯激光束 EC
v)v  
 组件 f~}H  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ySI~{YVM  
— 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 >0Q|nCx  
 探测器 ^CwR!I.D}4  
— 视觉感知的仿真 %,+leKs  
— 高帽，转换效率，信噪比 d)~Fmi;  
 建模/设计 C8F7bG8c  
— 场追迹： 4CGPOc  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 NcY608C  
bWOS `5  
2. 系统说明 5`f@>r?  
$-[CG7VgX%  
/x3/Ubmz~x  
)BRKZQN  
3. 建模&设计结果 m3o,@=b  
~'R(2[L!;  
不同真实傅里叶透镜的结果： &=4(l|wcg  
y"Nsh>h  
u
c|45Zxt  
SNY~9:;]f  
4. 总结 EbqcV\Kb  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 g2unV[()_  
{3&|tk!*  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ! !
PYP'e  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 T?4G'84nN  
/lafve~  
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。 GguFo+YeZ  
`"%T=w  
应用示例详细内容 L/"0ws_  
s3W@WH^.  
系统参数 $0arz{Oh  
id$Ul?z8  
1. 该应用实例的内容 q4V7  
?&Pg2]g<  
P6MRd/y |  
xU%w=0z<  
u[{tb  
2. 仿真任务 JgHM?AWg|  
\e`~i@) ~Z  
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。 wY"Q o7  
w9|w2UK  
3. 参数：准直输入光源 H{t_xL)k.  
@BNEiOAZ#  
7w3CXY  
 f3UXCp  
4. 参数：SLM透射函数 NH0qVQ@A  
Yq/.-4y  
q{ O% |  
5. 由理想系统到实际系统 }MlwC;ot  
IJ/sX_k  
h&kZjQ&  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 B
<-
kzt  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 A4ISNM7R[  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 =~+DUMBT  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 J+f!Ar  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 7==f\%,  
,6r{VLN  
RN@ctRS  
2}W0 F2*  
n#=o?!_4  
应用示例详细内容 Ka,^OW}<%q  
Ye.r
%i&  
仿真&结果 &hk-1y9QS  
?Mee 6  
1. VirtualLab中SLM的仿真 is/scv<  
Vrvic
4  
 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)。 vp.ZK[/`  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 pa{re,O"e  
 为优化计算加入一个旋转平面 ;}'D16`j  
Y \:0Ev  
Ve 4u+0  
@&}q}D  
2. 参数：双凸球面透镜 9+keX{/c  
 -@ZiS^l  
@'=Uq  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 CSCN['x  
 由于对称形状，前后焦距一致。 hxS 6:5Uc  
 参数是对应波长532nm。 &Ni`e<mP  
 透镜材料N-BK7。  ;vb8G$  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。  kQ  
,<2DLp%%D  
Zo{$  
ce6__f5?  
yOvm`9  
Y{*u&^0{  
3. 结果：双凸球面透镜 i9=&;_z  
72veLB  
P<K){V  
 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。 C XHy.&Vt  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 J6jwBo2m  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pc?>cs8  
PpsIhMq@  
q
n,O40/]  
MJ=)v]a  
Zec <m8~  
4. 参数：优化球面透镜 eW>3XD4  
d9n?v)<v  
>*wtbkU  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 F"N60>>  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 sZLT<6_B  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 4Yl;  
 透镜材料同样为N-BK7。 cr;g5C V  
b^[F""!e  
oc^Br~ Th  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 @2*]"/)*0  
4hw@yTUo  
[NFNzwUB  
t&9A ]<n%,  
5. 结果：优化的球面透镜 RQFI'@Ks  
_`#3f1F@[  
MfmACd^3$  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 P+)DsZ0ig  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Wpc|`e<  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 N D<HXO  
` }3qhar  
P4Th_B7  
C.kxQ<  
6. 参数：非球面透镜 2<hp
K!R  
{hJXj,  
V_Wwrhua  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 SwU\ q]^|Z  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 7$rjlVe  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 )(7&X45,k  
\a+(=s(;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 a {ab*tM  
+1~Z#^{&  
4 QZ?}iz  
^'jEnN(  
s[gKc'  
7. 结果：非球面透镜 oBUxKisW  
'Z`$n8  
<94_@3  
 生成期望的高帽光束形状。 %?e(hnM  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ,|88r=}  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 GHQ;hN:  
u0`%+:]0  
hd 0'u  
7#<c>~   
{Q<$Uo6V  
8. 总结 Zatf9yGD  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 8t=(,^c  
P00f6  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 6:% L![FX  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {s3z"OV  
}KD;
0t4  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 L>Mpi$L  
pN\Vr8tJ  
扩展阅读 qOaQxRYm%Y  
$F.kK%-*  
扩展阅读 t!K*pM  
 开始视频 %{;Qls%[t  
-     光路图介绍 OMk5{-8B  
 该应用示例相关文件： kw`WH)+F  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 kbPE "urR  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 -{ u*qtp  
1.q_f<
U  
,^8MB.  
QQ：2987619807 Rte+(- iL