[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) e}-uU7O  
应用示例简述 !D7[R'RgY  
1. 系统细节 UW. F1)  
 光源 mAX]m1s  
— 高斯激光束 Bz }Kdyur  
 组件 b=Zg1SqV  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 nZ$,Bjb
 
— 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 EX='\~Dw  
 探测器 *;1G+Q#  
— 视觉感知的仿真 +d2+w1o^V  
— 高帽，转换效率，信噪比 N`Zm[Sv7  
 建模/设计 d&n0:xOc  
— 场追迹： T
=A7f6`  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Z>Rd6o'  
(b GiBsb  
2. 系统说明 tv,^ Q}  
}^pnwo9vV  
w(k7nGU]  
MVe5j+8  
3. 建模&设计结果 }V ;PaX  
/ZvNgaH5M  
不同真实傅里叶透镜的结果： SdYES5aES  
s3uT:Xw3rW  
6K[s),rdv  
Njc3X@4=  
4. 总结 oYup*@t  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 V}'|a<8kVv  
2j=3i
@  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "sUe:F;  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >Djv8 0  
w44{~[0d4  
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。 KG4~t=J`  
DJr 8<u  
应用示例详细内容 x1|5q/I  
Q'7o_[o/  
系统参数 f|m.v +7k  
,
HUs MCXQ  
1. 该应用实例的内容 b1\z&IdC  
f2uog$Hk  
h:
a5FK@  
{pd%
I  
BXZ( %tnY  
2. 仿真任务 (J\D"4q  
F
T[wa-b  
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。 o7DDL{iR/  
D7sw;{n
s  
3. 参数：准直输入光源 )#xd]~<
 
L6r&Y~+/  
jcXb@FE6  
AH`tkPd  
4. 参数：SLM透射函数 $daI++v`  
ZH0 ~:  
s ~(qO|d  
5. 由理想系统到实际系统 |os2@G$  
"y_$!KY%  
Y49kq}  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 4)/tCv  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 B,e@v2jO|  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 0:v7X)St  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 b]hRmW  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 */O6cF7  
Nf<([8v;t  
D dt9`j  
'ZL)-kbI  
gl2~6"dc  
应用示例详细内容 z#D@mn5\a  
rf1-E57#  
仿真&结果 3zs~Y3M?i  
gbXzD`WQ  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ~Z.lvdA_5  
A
' dt WD  
 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)。 dgX0\lKpf  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 NFmB ^@k  
 为优化计算加入一个旋转平面 s49AF  
*Z)`:Gae  
]%>;R^HY  
xjR/K&[m  
2. 参数：双凸球面透镜
A4%0  
pZjyzH{~  
h7gH4L!'u  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ]C5JP~#z  
 由于对称形状，前后焦距一致。
A3Ltk 2<  
 参数是对应波长532nm。 ymr-kB  
 透镜材料N-BK7。
]9;WM.  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ywi Shvi8  
$Iqt c)DA  
'T+3tGCy+  
a/>={mbKi  
0o`0Td
 
- Nplx  
3. 结果：双凸球面透镜 5hg>2?e9s?  
{%UY1n  
;uR8pz 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。 mIl^  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 }{]{`\  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 YBHmd  
8.]dThaq  
QJGRi  
U:YT>U1Z  
"o=h /q5&  
4. 参数：优化球面透镜 1c?,= ;>  
TtKBok  
1T!_d&A1o  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 YR~g&E#U^  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 AVyo)=&  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Xo{Ce%L  
 透镜材料同样为N-BK7。 B^{bXhDp  
4lvo9R
 
6q6&N'We  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 P{rJG '  
8
=)Aksu  
!4I?59  
mxGvhkj  
5. 结果：优化的球面透镜 5\EHu8  
~g>15b
3  
l<z[)fE{uS  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 *.voN[$~  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 %aL>n=$  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 uTB;Bva  
)k29mqa`  
A 7DdUNR  
gEU)UIJ  
6. 参数：非球面透镜 vk;>#yoox  
?vf\_R'M  
J,m.LpY  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 cr,o<  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Ob0=ZW`+&  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 bp$8hUNYz-  
T7cT4PAW  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 a-i#?hld  
/1n}IRuw  
)-9|3`  
z13"S(5D~  
K"-N:OV  
7. 结果：非球面透镜 Wc`Vcn1  
/:awPYGH<1  
d5^ipu  
 生成期望的高帽光束形状。 '[\%P2c)Q  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 o L6[i'H|  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 vc^PXjX  
#Kn7 xn[  
C .YtjLQP$  
B(^fM!_%-6  
^D vaT9s  
8. 总结 K<+AJ(C  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $I1p"6  
}$AC0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?{{E/J:%  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [ddEt  
\dufKeiS&a  
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。 HJg)c;u/2;  
hb? |fi  
扩展阅读 ;?n*w+6
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C: e}}8i  
扩展阅读 bdcuO)3  
 开始视频 3_Oq4/
 
-     光路图介绍 K=06I  
 该应用示例相关文件： Aoa0czC~  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 #axRg=d?K  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ,LzS"lmmo  
fJ\Ys;l[j  
A]=?fyPh{'  
QQ：2987619807 >u4uV8S