[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) |ZifrkD=  
应用示例简述 HDzeotD  
1. 系统细节 Cu24xP`  
 光源 !A% vR\  
— 高斯激光束 >.od(Fh{l|  
 组件 |IzL4>m:;  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 H*3u]Ebh  
— 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 _eBNbO_J  
 探测器 jCNR63/  
— 视觉感知的仿真 ;'V[8`Z@  
— 高帽，转换效率，信噪比 0Qvr g+  
 建模/设计 <b_K*]Z  
— 场追迹： Nv;'Ys P  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 7]5~ml3:  
PyHL`PZZ  
2. 系统说明 UukY9n];]  
v<2,OcH  
+`Nu0y!rj  
Z"w}`&TC$^  
3. 建模&设计结果 (,+#H]L  
|P|2E~[r  
不同真实傅里叶透镜的结果： t!J>853  
Sw-2vnSdM  
<_eEpG}9  
}{:}K<  
4. 总结 CW8YNJ'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #>lbpw  
"oZ_1qi<  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :]Om4Q\-#  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 rOEBL|P0  
F 8sOc&L  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 40].:9VG  
^*$!9~  
应用示例详细内容 fiSX( 9  
N!dBF t"  
系统参数 E2cZk6~m{  
$[MAm)c:]{  
1. 该应用实例的内容 mA,{E
-T  
.:Wp9M  
`H*mQERb  
@RuMo"js  
3%o}3.P,:@  
2. 仿真任务 knV*,   
Ic!x y  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 \?8q&o1=]  
tIo
d=a)  
3. 参数：准直输入光源 8JR&s  
|)%H_TXTy  
+C
SR!  
0Db=/sJ>  
4. 参数：SLM透射函数 u=~`5vA  
' \>k7?@  
W}zq9|p  
5. 由理想系统到实际系统 c0&!S-4M  
LXrk5>9  
8$iHd  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 t*Z5{  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 152
s<lu1Z  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 J[S!<\_!  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 /FPO'} 6i  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ".( G,TW  
!SGRK01  
PGYx]r  
v6L]3O1  
ta x:9j|~  
应用示例详细内容 'T7 3V  
yqtHlz%  
仿真&结果 4sH?85=j  
YG0b*QBY~  
1. VirtualLab中SLM的仿真 x6Gl|e[jv  
u%"5<ll  
 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)。 #NL'r99D/o  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 TPKD'@:x  
 为优化计算加入一个旋转平面 uocFOlU0n  
KV6D0~  
r5(efTgAd+  
DZH2U+K  
2. 参数：双凸球面透镜 W.D>$R2  
swJQwY  
$cm9xW&  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Wy/h"R\=  
 由于对称形状，前后焦距一致。 jt*B0'Sa  
 参数是对应波长532nm。 ^4<&"aoo  
 透镜材料N-BK7。 DeT$4c*:[  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 T;PLUjp}  
Pl`Nniy  
.XkVdaX  
#67 7,dn  
9GTp};Kg  
hK{<&T  
3. 结果：双凸球面透镜 jPx}-_jM  
,i;#e  
yO7#n0q  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 4)'U!jSb  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 R)isWw4  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 '
W("s  
YZtd IG  
|*-<G3@  
WoNY8 8hT  
D$NpyF.87
 
4. 参数：优化球面透镜 *{Z=)k%  
,LmP >Q.  
Wa&!1' @  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 AUIp vd  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 %@TC- xx  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 dq'f >Sz}  
 透镜材料同样为N-BK7。 1_Av_X  
&"J;  
@^ m0>H  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Mk+G(4p  
)t\aB_ =  
~ ^   
.`v%9-5v  
5. 结果：优化的球面透镜 =]"I0G-s!
 
m_`%#$s}  
difX7)\  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 G\V*j$}!  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Xw7'I  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 .|s,':hA  
R*S:/s  
h@(+(fVHrp  
x)eoz2E1  
6. 参数：非球面透镜
,j.bdlI#  
&%t&[Se_~  
Nv6"c<(L=  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 DGS,iRLnA  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 u3pFH(
 
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 IvI..#EzG  
%:;g|PC  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !H9^j6|  
$b53~  
YgS,5::SU  
DL!%Np?`  
=]/<Kd}A.  
7. 结果：非球面透镜 /4+(eI7  
!=a]Awr\  
K' <[kh:cl  
 生成期望的高帽光束形状。 BNI)y@E^X  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 jiLJiYMg  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 CXyb8z4/+  
1KBGML-K3  
7\R"RH-  
w1aoEo"S  
MxKTKBxQ  
8. 总结 10OkrNQ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 k6RVP:V  
2+~gZxHq  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 G43r85LO  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 X ,^([$  
1<_/Qu>V  
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。 uN>5Eh&=Pf  
vZ.<OD4  
扩展阅读 ACZK]~Y'N*  
>!a- "  
扩展阅读 `ZI-1&Y3  
 开始视频 '\xE56v)F  
-     光路图介绍 RwOOe7mv  
 该应用示例相关文件： VO=Ibu&X  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 5$N#=i`V  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 V %D1Q}X  
n\JI7A}  
v}d)uPl};  
QQ：2987619807 ctjQBWE