[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) hmBnV  
应用示例简述 TOco({/_/  
1. 系统细节 7~kpRa@\P  
 光源 u+z .J4w  
— 高斯激光束 kJurUDo  
 组件 XWUvP  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 v?Yd
LR  
— 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 +q #Xy0u  
 探测器 }_a+X  
— 视觉感知的仿真 hy$M
V3LP  
— 高帽，转换效率，信噪比 c#{Ywh  
 建模/设计 {+C%D'  
— 场追迹： `R=a@DQ  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 23}BW_m  
28T\@zi  
2. 系统说明 b`h%W"|2L  
~T>jBYI0  
nr<WO~Xw~  
W(uP`M%][0  
3. 建模&设计结果 VY+(,\)U  
x{NNx:T1  
不同真实傅里叶透镜的结果： ><;l:RGK|  
c
g(QjH"
  
+CnyK(V  
<qbZG}u  
4. 总结 8!u/   
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 E8T"{ R80  
,+ns {ppn  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 gdoJ4b  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Y!++CMzU  
!lQ#sL`  
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。 H$~M`Y9I~  
WF ?/GN  
应用示例详细内容 -yX

.Jv  
\6`v.B&v  
系统参数 S2J#b"Y  
do:QH.q8)  
1. 该应用实例的内容 T&9`?QD  
ps"/}u l  
O"
%Hprx  
+(;8@"u  
-Wl)Lez@  
2. 仿真任务 PHQ{-b?4t  
:D"@6PC]  
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。 y
#b;uDY  
<A#5v\{.;~  
3. 参数：准直输入光源 O24Jj\"  
-M"IVyy@  
wl7 MfyU  
qTyg~]e9(  
4. 参数：SLM透射函数 N=>- Q)  
Y3-]+y%l  
'"oo;`g7  
5. 由理想系统到实际系统 iKg75%;t  
0Vf)Rw1%I  
0-*Z<cu%l  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 &g*klt'B  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 .D+RLO z  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ]}BB/KQy^  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 FQ+8J7  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 *Y8XP8u/  
(FM4 ^#6  
,/~[S  
YV*b~6{d  
zLh Fbyn(  
应用示例详细内容 m])Lw@#9W  
FI\IY R  
仿真&结果 fCLcU@3W?  
-r!42`S  
1. VirtualLab中SLM的仿真 S,lxM,DL&  
/Z:N8e  
 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#zPH5xo  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 hQJo~'W=  
 为优化计算加入一个旋转平面 >W'j9+Va  
mj)PLZ]  
M /"gf;)q>  
zEy&4Kl{+  
2. 参数：双凸球面透镜 ]22C)<  
:JR<SFjm  

FS8S68  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 @\ }sb]  
 由于对称形状，前后焦距一致。 jM*AL X  
 参数是对应波长532nm。 7k `_#  
 透镜材料N-BK7。 3:UA<&=s  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 UIn^_}jF`  
d^tVD`Fm  
VQ2Fnb4  
oB4#J*  
2sUbiDe-  
sv' Gt1&"Z  
3. 结果：双凸球面透镜 z4g+2f7h-X  
D%A@lMru  
d4
J<,  
 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。 #'C/Gya  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 BH5w@  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Oo kxg *!5  
sW?B7o?  
q8/ihA6:  
$:e)$Xnn-  
A';n6ne%i  
4. 参数：优化球面透镜 %bXsGPB  
m`c#:s'_  
[yC"el6PM  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 $~=2{  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Yq J]7V\  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 _-/x;C  
 透镜材料同样为N-BK7。
66 N)  
EX4 C.C|d  
QNb>rLj52  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *qG$19b  
O4E(R?wd  
awFhz 6   
Jh?z=JY  
5. 结果：优化的球面透镜 :c=v}  
HVGr-/  
3%2jwR  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 x<s|vgl|  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 #X5hSw;  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 |Ytg  
F@1d%c  
V!xwb:J  
*> KHRR<N  
6. 参数：非球面透镜 UWw}!1  
U@?6*,b(.  
JpmB;aL#%  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ]\BUoQ7I/  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 5%P[^}  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7@IFp~6<qK  
t:=k)B  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +0"x|$f~  
+zsZNJ(U  
xs%LRF#u  
uY;R8CiD  
G?/c/rG  
7. 结果：非球面透镜 f05=Mc&)  
/EU; ?O  
J$QBI&D  
 生成期望的高帽光束形状。 Vho0eV=  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 q^*6C[G B  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 'gDe3@ci!  
%b=p< h'(  
E:w:4[neh  
@rwU 1T33  
DjwQ`MA  
8. 总结 {6O0.}q]&  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 sofu  
8%ik853`  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 P'tMu6+)  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Pz@/|&]  
K%gP5>y*9>  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 *QH[,F`I  
/.$L"u  
扩展阅读 c@(1:,R  
~+HoSXu@E  
扩展阅读 nU/;2=f<  
 开始视频 OJ/SYZ.r  
-     光路图介绍 J?%}=_fsa  
 该应用示例相关文件： 7tgFDLA  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 JMlV@t7y<  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 *vnXlV4L  
yN\e{;z`  
}1U*A#aN7K  
QQ：2987619807 #3 bv3m