[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) 18~jUYMV  
应用示例简述 1e9~):C~W  
1. 系统细节 ',+Zqog92  
 光源 \u6.*w5TI  
— 高斯激光束 U |eh  
 组件 d8Cd4qIXX  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 (uHyWEHt  
— 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 e~he#o[%a  
 探测器 C!K&d,M  
— 视觉感知的仿真 sWTa;Qi  
— 高帽，转换效率，信噪比 +u |SX/C  
 建模/设计 [g@Uc  
— 场追迹： `p)U6J  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 1LSD,t|  
1uyd+*/(xP  
2. 系统说明 4K~>  
]T40VGJ:h  
5ld?N2<8/  
Nw,|4S  
3. 建模&设计结果 Jz0AYiCq  
zk@s#_3ct  
不同真实傅里叶透镜的结果： =yRv*C  
^;{uop"DS  
r0OP !u  
);S8`V  
4. 总结 ',D%,N}J  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 I~HA ad,k  
E
&"V~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 19[.&-u"  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ag{)?5/d_  
H:Q4!<  
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。 re4z>O*  
:"nh76xg<  
应用示例详细内容 GAs.?JHd  
:Ez*<;pF'  
系统参数 6\UIp#X  
g%)cyri  
1. 该应用实例的内容 osO\ib_%  
PgP\v-.  
=|fB":vk  
4UPxV"H  
-) +B!"1  
2. 仿真任务 _$vbb#QXZG  
Jh4pY#aF  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 xMpgXB!'  
WXf[W  
3. 参数：准直输入光源 WFmW[< g  
150x$~{/  
Hkf]=kPy*  
%5n'+-XVj  
4. 参数：SLM透射函数 Fl(j,B6Z  
W%MS,zkAE  
E2=vLI]  
5. 由理想系统到实际系统 !
X[7m  
L|'B*  
s I0:<6W  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 t
Q.H/;  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 NE &{_i!  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 JPZH%#E(  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 n0V^/j}  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 G~4G$YL*  
:S-{a  
HqyAo]{GN  
4)XB3$<  
va"bw!zXo*  
应用示例详细内容 g">^#^hBE  
d\c)cgh%  
仿真&结果 u3Zu ~C  
.E7"Lfs-  
1. VirtualLab中SLM的仿真 HRCnjem/v\  
93,7yZ5#  
 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)。 >$a;+v  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ~g@}A  
 为优化计算加入一个旋转平面 uA t{WDHm  
m G+=0Rn^  
NE Zu?g  
#D ]CuSi  
2. 参数：双凸球面透镜 )tS;g
n  
Ef@Et(f_mQ  
>4+KEK  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 o?IrDQ2gmh  
 由于对称形状，前后焦距一致。 )4,U  
 参数是对应波长532nm。 I_R6 M1  
 透镜材料N-BK7。 5-&"nn2*}1  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 x2OAkkH\]i  
Qf'g2 \  
}iUpBn  
rP!GS _RG  
qN Ut&#  
=NNxe"Kd;U  
3. 结果：双凸球面透镜 .2ZFJ.Z"  
$Fy>N>,E(  
k7cY^&o  
 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。 <:8Ew  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 h 'Hnq m  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 +NiCt S  
sN#ju5  
n@q-f-2  
N\rL ~4/  
*{\))Zmhd  
4. 参数：优化球面透镜 YPCitGBl  
UG}2q:ST  
0y+i?y 9  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。
1Lp; LY"_  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 [Q/kNK  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 _8\B~;0  
 透镜材料同样为N-BK7。 Ji6.
-[:  
:l?mNm5  
hMV>5Y[s  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 dT (i*E\j  
!?+q7U  
~-R2mAUK  
!aL=R)G&e  
5. 结果：优化的球面透镜 j5]ul!ji  
- leYR`P  
kJNwA8 7  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 l@-h.tS  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 $ \o)-3  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %}XyzGq{
  
aeAx0yE[p  
eg1F[~YL/  
dep"$pys>  
6. 参数：非球面透镜 YBF$/W+=9|  
f$vTDak  
%&q}5Y4!  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 qV/>d',  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 {];-b0MS~  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 vJV/3-yX  
MX.?tN#F|H  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ErQ6a%~,  
<iGW~COd  
Wcm8,?*  
]0j_yX  
L' bY,D(J>  
7. 结果：非球面透镜 f*9O39&|  
9.il1mAKg  
,LxkdV  
 生成期望的高帽光束形状。 y~VI,82*  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 tV>qV\>  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 2% OAQ(  
,CuWQ'H  
i" )_Xb_1  
W8;!rFW  
Kpa$1x  
8. 总结 X8N9*vy  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。  5sN6&'[  
6]kBG?m0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 N^@:+,<3  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 F[`dX  
J_m@YkK  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 RVLVY:h|F  
AQT_s9"0  
扩展阅读 r\Yh'cRW{  
cCNRv$IO\  
扩展阅读 22U`1AD3U  
 开始视频 +oq<}CNr{  
-     光路图介绍 V/kndV[j  
 该应用示例相关文件： i. (Af$  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ,]W|"NUI  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 evYn}  
85;bJfY  
Y$]zba  
QQ：2987619807 k+w J
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