[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) huq6rA/i  
应用示例简述 r+lY9l  
1. 系统细节 @+{S-iD"  
 光源 7=<PVJ*/  
— 高斯激光束 K^w9@&g6  
 组件 #g|j;{P  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 $PTedJ}*Y  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 Hou{tUm{xC  
 探测器 u>(Q& 25  
— 视觉感知的仿真 tlcA\+%)  
— 高帽，转换效率，信噪比 '<}7bw}+c  
 建模/设计 =}q4ked/  
— 场追迹： Y3Qq'FN!I  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 C>03P.s4c  
RB\WttI  
2. 系统说明 J-QQ!qa0  
z$<6;2  
_*;cwMne-  
We4 FR4`  
3. 建模&设计结果 q%y_<Fw#E  
TY#1Z )%  
不同真实傅里叶透镜的结果： rxz3Mqg  
e;pNB  
NrU-%!Aw  
_cJ{fYwYU  
4. 总结 7<tqT @c  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 BsRas  
%-*vlNC)  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 \W\6m0-
x  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 SP*5 W)6  
~::R+Lh(  
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。 OcH-`A  
B`WfJ2*2  
应用示例详细内容 pts}?   
b:3hKW  
系统参数 ~
d%Q1F*,=  
ef.lM]cO  
1. 该应用实例的内容 QP;b\11m  
0F3>kp4u  
\=_8G:1  
h1kPsgzR  
$XI<s$P%(%  
2. 仿真任务 lxmS.C
  
A8RT3OiXA  
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。 eHJ7L8#  
S]o  
3. 参数：准直输入光源 Ly<;x^D  
}?~uAU-  
EUn"x'   
`MwQ6%lf  
4. 参数：SLM透射函数 T7T!v  
YBCjcD[G  
e-')SB  
5. 由理想系统到实际系统 0>;#vEF*1  
~ghz%${`  
_9@?Th&_e  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 LWL>
hd  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 c6uKKh>  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 wW<"l"x,  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 &`Di cfD  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 "[?/I3{E  
n>0dz#  
y;Zfz~z  
ZYt
__N  
iy#OmI>j  
应用示例详细内容 {l11WiqQH  
9HE(*S  
仿真&结果 }H#t( 9,U  
sKuTG93sr@  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Uaj=}p\+.p  
'*XNgvX  
 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)。 p<zXuocQ  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 %1@<),  
 为优化计算加入一个旋转平面 ?iLd5 Z  
]18ygqt  
cORMR!  
H|)1T-%  
2. 参数：双凸球面透镜 5y3TlR  
7L+X\oaB  
M96( Rg  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 $048y X 7M  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ?Bzi#Z  
 参数是对应波长532nm。 a-E-hX2  
 透镜材料N-BK7。 9f^PR|F  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 VqL 5f  
v|I5Gz$qpa  
3NN'E$"3  
CdDd+h8  
_0*>I1F~  
{&#~t4  
3. 结果：双凸球面透镜 `,Nn4  
Di'u%r  
^CPfo/!  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 NoO+xLHw8  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 8>{W:?I  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 /plUzy2Yu  
' f$L  
"x;k'{S  
+w.Kv ;  
b!X
"2'  
4. 参数：优化球面透镜 K)`:v|d  
!1'-'Q@f  

qys
a!B  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 R-Q1YHUQM  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 pfZ,t<bE2  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 HS:}!
[P  
 透镜材料同样为N-BK7。 0BCGJFZ{  
^dnz=FB  
8R
AeJ~e  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 H@MFj>~  
cN WcNMm  
Ydh<TF4!  
e$EF% cKH  
5. 结果：优化的球面透镜 EotwUT|  
@ 9 {%Kn  
{?/8jCVd  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ~$4.Mf,u  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 em1cc,  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 P$3=i`X!nw  
hO/5>Zv?  
*?bk?*?s  
<.WM-Z  
6. 参数：非球面透镜 PDt<lJU+X  
)4~sQ^}  
6%.  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 BY*2yp}7  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 &QTeGn  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 V(2,\+t  
`(,*IK a  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,MM>cOQ  
;4G\]%c)E{  
3kiE3*H  
H=&/Q  
icPp8EwH  
7. 结果：非球面透镜 eOehgU5x  
aZj J]~bO  
;tp]^iB#  
 生成期望的高帽光束形状。 y|6@-:B.  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 [v0ri<sm  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 1BMB?I  
PZuq'^p  
3qiJwo
>  
@VC .>  
,\lYPx\P[  
8. 总结 VW9>xVd4  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 KQ4kZN  
xHJ8?bD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。 .Iwur;/\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 :}@C9pqr2  
/5Zp-Pq  
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。 mDQEXMD  
QqiJun_m  
扩展阅读
@S}/g/+2  
U g}8y8  
扩展阅读 [DZqCo  
 开始视频 l'*^$
qc  
-     光路图介绍 B;Xoa,  
 该应用示例相关文件： c62dorDqy  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 xF( bS+(o  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 A*8m8Sh$  
+yf(Rs)!  
*Y85DEA  
QQ：2987619807 H2qf'