[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) X*sr  
应用示例简述 "F-Y^  
1. 系统细节 EJZ@p7*Oj  
 光源 xMDrE?  
— 高斯激光束 ~{kM5:-iw  
 组件 ,AH0*L  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 a`H\-G  
— 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 N%9h~G  
 探测器 `,wcQ  
— 视觉感知的仿真 _i3i HR?  
— 高帽，转换效率，信噪比 ~{L.f94N  
 建模/设计 'h-3V8m^e  
— 场追迹： m|pTn#*`  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 #B @X  
5x8'K7/4.  
2. 系统说明 |9>*$Fe"  
07x=`7hs}  
_QR g7  
~~PgF"v  
3. 建模&设计结果 c[SU
5 66y  
M h
`CP  
不同真实傅里叶透镜的结果： +}Xr1fr{jw  
e:N7BZl'c9  
mZwi7s&u  
* R%.a^R  
4. 总结 a{h%DpG  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 u(W^Nou/+  
4d!S#zx  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 h4f~5- Y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 jFtg.SD  
OI+E (nA  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 hM~eJv  
vXephR'  
应用示例详细内容 Qi_&aU$>lM  
Bg-VCJI<  
系统参数 9"~9hOEct  
W.^Ei\w/t  
1. 该应用实例的内容 Vo%Yf9C  
xw?CMA  
e1Ob!N-  
o]A XT
8  
5^yG2&>#  
2. 仿真任务 (vKI1^,  
E*BSfn&i  
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。 (Akd8}nf~  
{VR`;  
3. 参数：准直输入光源 yz?q(]  
F) ?
o,  
,'~#Ch  
G+U3wF],  
4. 参数：SLM透射函数 R*087X7 N|  
c15r':.5  
QZ&
4:K+{  
5. 由理想系统到实际系统 ;1v=||V  
! ao6e  
<;%0T xK|U  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 22>;vM."  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 [B,'=,Hbs  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 F"'n4|q4n  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 i2*d+?Er  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 H'EY)s Hi  
j&WL*XP&5  
lV\lj@  
vf<UBa;Xm  
fD{II+T  
应用示例详细内容 ltoqtB\s  
9x?B5Ap[  
仿真&结果 Vv8_\^g]  
.5.8;/ /  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ~].ggcl`w  
g`[`P@  
 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)。 >Q=Ukn;k  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 !2$ z *C2;  
 为优化计算加入一个旋转平面 dx@QWTNE  
{^J!<k,R\;  
]9*;;4Mg  
'a#mViPTQ)  
2. 参数：双凸球面透镜 `4V"s-T'  
zmiZ]uq  
W`rMtzL5  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 @A{m5
h  
 由于对称形状，前后焦距一致。 h%TLD[[/jr  
 参数是对应波长532nm。 Z19m@vMsIP  
 透镜材料N-BK7。 *P!s{i  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ong""K4H  
',{7%G9  
blahi]{Y9  
rk|a5-i  
f8'MP9Lv  
v$Uhm</|19  
3. 结果：双凸球面透镜 O4L#jBa+  

DI1(`y  
pzhl*ss"6  
 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。 ;Lo&}U3F,!  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 BAV>o|-K  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 U>
P|X=)  
!^y y0`k6  
 9S1)U$  
!VP %v&jKm  
{q3:Z{#>7  
4. 参数：优化球面透镜 vfwA$7N  
hO#t:WxFI  
A\AT0th  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 r?A
|d.Tl  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 hat>kXm2K  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 )R?;M  
 透镜材料同样为N-BK7。 ECcZz.  
tmJgm5v  
$bsH$N#6T  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 % /}WUP^H  
909md|9K3  
T9syo/(  
AIRr{Y  
5. 结果：优化的球面透镜 }]+xFj9[>  
o''wCr%  
U# JIs  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 c</1  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 +fNvNbtA  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 o.7{O,v  
*7
$P]  
tX%`#hb?s  
P0Z!?`e=M  
6. 参数：非球面透镜 LL*mgTQ  
j_cs;G: "  
g{:<2xI5P  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 A],ooiq<  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 e3(/qMl  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 IQH[Q9%  
} JiSmi6o  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 JC#>Td  
3c3OG.H$8  
Kw5Lhc1V  
&miexSNeF  
'h1b1,b~  
7. 结果：非球面透镜 'CR)`G_'[  
k\`S lb1  
o<i,*y88  
 生成期望的高帽光束形状。 9QC.TG@  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 c#/H:?q?a  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 H1EDMhn/  
sEc;!L  
Vz=auM1xZ  
h8e757z  
 #^#HuDH  
8. 总结 S9| a$3K'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ANi)q$:{  
je
/!{(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~b~2 >c9  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,u9M<B<F  
@A<PkpNL  
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。 %?Y[Bk3p  
bM,1f/^  
扩展阅读 5ETip'<KT6  
gJ$K\[+  
扩展阅读 (la[KqqCO  
 开始视频 tWeFEVg  
-     光路图介绍 = u[#2!  
 该应用示例相关文件： q.YfC  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 m!tx(XsXU  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 aGZi9O7G}  
UBv@+\Y8m  
Z4hrn::  
QQ：2987619807 ^5GW$