[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) AT2v!mNyCw  
应用示例简述 #Lsnr.80  
1. 系统细节 ^ &E}r{?  
 光源 Y3kA?p0  
— 高斯激光束 &uP~rEJl+  
 组件 ~
vLW.:  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 rn DCqv!'P  
— 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 W)'*m-I  
 探测器 V^y^ ;0I}[  
— 视觉感知的仿真 I`[i;U{CK  
— 高帽，转换效率，信噪比 4v p  
 建模/设计 jA".r'D%  
— 场追迹： d\e7,"L*Q  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 KKA~#iCk  
}(a+aHH  
2. 系统说明 z"D.Bm~]  
r|4t aV&  
*"9><lJ-!  
&aM7T_h8  
3. 建模&设计结果 FYs)MO  
aKU*j9A?;Z  
不同真实傅里叶透镜的结果： 01!s"wjf  
-(#I3h;I  
xI,2LGO  
Z\[N!Zt|  
4. 总结 &DqE{bBd!  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 vVGDDDz/  
=to=8H-  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "5cM54Z0  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 e\O/H<  
[m^+,%m5]  
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。 j4=(H:c~E  
Pxn,Qw*  
应用示例详细内容 MO;X>D=  
2VW}9O  
系统参数 at2FmBdu C  
H>r!i4l  
1. 该应用实例的内容 :akT 'q#  
0$r^C6}f  
%;#^l+UB  
kd"N29  
"3FihE]k  
2. 仿真任务 TAjh"JJIV  
}kg ye2[  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 EpQ8a[<-3  
KfF!{g f  
3. 参数：准直输入光源 Uye|9/w8 !  
HF|oBX$_  
-OSa>-bzNx  
o1nURJ!  
4. 参数：SLM透射函数 m%?V7-9!k  
IK*07h/!  
+{
sqcr1G  
5. 由理想系统到实际系统 x@8a''  
:[;hu}!&  
(sWLhUgRX  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 HR}bbsqxVf  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 hy|b6wF&  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 OR[{PU=X  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 8,dBl!G=  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ^*fQX1h<  
'vNG(h#%d  
I%urz!CNE*  
B=|cS;bM$3  
@JdZ5Q  
应用示例详细内容 \W1/p`  
uslQ*7S[^  
仿真&结果 ^pHq66d%Z  
6;b~Ht  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ;;&}5jc
V  
sVex (X  
 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)。 v+99 -.  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 y(K" -?  
 为优化计算加入一个旋转平面 (h:Rh  
Jaz?Ys|S  
k5]j.V2f  
`p+Zz"/  
2. 参数：双凸球面透镜 .bio7c6  
Hc`A3SMR  
,0LU~AGe   
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 B#9{-t3Vf  
 由于对称形状，前后焦距一致。 dO%W+K  
 参数是对应波长532nm。 mc4i@<_
?  
 透镜材料N-BK7。 /hO1QT}xd  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 5atYOep  
5ZBKRu  
2WG>, 4W2  
i~r l o^  
z?35=%~w   
d^`?ed\1  
3. 结果：双凸球面透镜 +@r*}  
-lv)tHs<  
p)+k=b  
 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。 /&4U6a  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。
0]4(:(B  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 zl`h~}I  
vx4+QQYP  
K<>sOWZ'S  
&4_qF^9J  
3h<,  
4. 参数：优化球面透镜 {AQ=<RDRF  
c%qv9  
aM;W$1h  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 A<ynIs<  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 b".L_Ma1*  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 {26ONa#i
 
 透镜材料同样为N-BK7。 b5^OQH{v  
?R$&Xe!5  
TjG4`:*y#m  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 C"{k7yT  
z<5m fAm  
3)RsLI9  
fj&i63?e  
5. 结果：优化的球面透镜 h;0S%ZC  
+$Rt+S BD  
L31|\x]  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ^4o;$u4R  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 @/1w4'M  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 >+[&3u  
Ot`VR&}  
FLY Ca  
n..g~$k  
6. 参数：非球面透镜 1</kTm/Qa  
.(WQYOMl0  

x+]\1p  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 m1*O0Tg]"  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 dc rSz4E|>  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 %D[0nt|X  
Cn[0(s6  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6VhjJJ  
p l&Muv  
tzh1s i  
7t*"%]o  
=ha{Ziryo  
7. 结果：非球面透镜 <Z/x,-^*<  
-xP!"  
.e3+s*  
 生成期望的高帽光束形状。 >&U,co$>  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 \oZ5JoO  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 x_dy~(*  
dYgXtl=#j  
_x5 3g A  
)=etG  
j.@\3'  
8. 总结 mtj
h`  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )<Hd T  
(zFi$  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 _:VB}>  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 zO MA  
L{`JRu  
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。 \(vY%DL1:  
Y
"wUt &  
扩展阅读 <(-hx+^  
`FC(  
扩展阅读 RnDt)3  
 开始视频 ih;]nJ]+-  
-     光路图介绍 W}]%X4<#rN  
 该应用示例相关文件： eh5gjSqx  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 lgtC|kM=  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 s]JF0584  
9uQ 4u/F  
\R;`zuv  
QQ：2987619807 8M`#pN^