[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) c(tX761qz  
应用示例简述 x<-n}VK\  
1. 系统细节 bOKgR{i  
 光源 {8YNmxF#  
— 高斯激光束 liuF;*  
 组件 E$w2SQ  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 X=Th  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 |x[zzx# >-  
 探测器 kOycS  
— 视觉感知的仿真 H%AF,  
— 高帽，转换效率，信噪比 a/(IvOy#6  
 建模/设计 AzwG_XgM)  
— 场追迹： MK*WStY  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 6)QJms  
.@(+.G  
2. 系统说明 P%-@AmO^_  
qit D{;  
.gPXW=r  
!oDX+hd,%>  
3. 建模&设计结果 g'F{;Ur  
W%)uKQha  
不同真实傅里叶透镜的结果： %^r}$mfy:0  
G31??L:<  
e{8j(` (;#  

~jqG  
4. 总结 ~sd+ch*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 D{4Ehr "T  
Rp!R&U/  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :YAxL J  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Fa!6*K\  
D)u 9Y  
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。 WrS|$: 0  
`(RQh@H  
应用示例详细内容 H,F/u&O  
%Q0J$eC  
系统参数 %dyEF8)  
6@2 S*\&  
1. 该应用实例的内容 X)tf3M {J@  
JpFfO<uO  
gx*rxid  
LHt{y3l]  
-RSPYQjz  
2. 仿真任务 b0~AN#Es  
E27N1J+1  
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。 ~}c`r4  
x}w"2[fL  
3. 参数：准直输入光源 w_gPX0N}3n  
k#4%d1O}  
Y
[A`r0  
XYKWOrkQqa  
4. 参数：SLM透射函数 "]jGCo>9  
2^Tj@P7  
2 us-s  
5. 由理想系统到实际系统 cR0RJ$[d  
QFI8|i@  
<eObQ[mQ  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 +&W%]KEh  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 {|}tp<:2  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 _L6WbRu|  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 reyN5n~4U  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 lF:gQ
]oc  
nt/+?Sj  
>bf29tr  
YHVJg?H3  
b6IYo!3  
应用示例详细内容 ZWC-<QO"<  
+TzF*N
p  
仿真&结果 )\:cL GM  
Pez 7HKW:  
1. VirtualLab中SLM的仿真 C-
;y#a)  
1PMBo=SUe8  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 _]"5]c&*3  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 wAr (5nEbx  
 为优化计算加入一个旋转平面 dbkkx1{>Y  
|(gq:O  
VrF(0,-Z`3  
`"0#lZ`n  
2. 参数：双凸球面透镜 E^.y$d~dS  
*t;'I -1w^  
+Xi#y}%  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 }+[H~8)5  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Ni$WI{e9  
 参数是对应波长532nm。 Bi"7FF(z  
 透镜材料N-BK7。 Ni5~Buf  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 FhgO5@BO  
yZ[H&>  
Y[A
L!h  
360V  
h[D"O6 y  
|Ire#0Nwx  
3. 结果：双凸球面透镜 &qki NS  
&zsaVm8  
%nJ^0X_]  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 `}1IQ.3  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 #zC_;u$  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 $_-f}E  
#>-_z  
QE&rpF7l{  
r;`6ML[5Vx  
AZ)H/#b
e  
4. 参数：优化球面透镜 >9{Gdq[gyr  

*0)vsBi  
;BV1E|j  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 B\a-Q,Wf  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 BN&^$1F((  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 {n8mE,;M  
 透镜材料同样为N-BK7。 YEoQIR  
0c4H2RW  
sQrP,:=r#  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 fYF\5/_  
<syMrXk)R(  
oD]tHuDa  
~6`HJ  
5. 结果：优化的球面透镜 X cmR/+  
@b\/\\{  
Ml1sE,B
T  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 q3\ YL?  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 * 8n0  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 9L;fT5Tp7  
8 /1 sy.
R  
5BCHWX*y  
H: Rd4dl,  
6. 参数：非球面透镜 'Z#8]YP`  
hjywYd]8  
>K$9(  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 8KRm>-H)  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 0R&$P6  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 )(`I1"1  
y@"6Dt|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 VSa\X~  
Heatt?(RR  
6p%;:mDB  
[V_Z9-f*  
m.ev~Vv~  
7. 结果：非球面透镜 I!?-lI@(  
4$LVl  
9|v3lGK(  
 生成期望的高帽光束形状。 hnag<=  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 SW|{)L,  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 1e.V%!Xk  
n}(/>?/  
CAdqoCz|  
Lu,72i0O ^  
};"-6e/9  
8. 总结 $_NYu  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 R7u&`  
v< qN-zG  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 a"gZw9m@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 nen(  
F]kn4zr  
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。  ,83%18b  
UfcQFT{()  
扩展阅读 f& P'Kxj_  
YCr:nYm<f  
扩展阅读 (D5 d
N\  
 开始视频 X6I"&yct  
-     光路图介绍 qyzmjV6J2  
 该应用示例相关文件： +VxzWNs*JP  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 yO\.dp  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ,TL8`  
-?L~\WJAL  
gX
Zl3  
QQ：2987619807 8i:E$7etH