[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) [Y+
bW#'  
应用示例简述 R'U(]&e.j  
1. 系统细节 )Qp?LECrt  
 光源 =uEhxsj)S  
— 高斯激光束 ~d]7 Cl  
 组件 *?\Nioii  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 s4*,ocyBP  
— 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 }2"k:-g  
 探测器 l1-FL-1  
— 视觉感知的仿真 ggWfk  
— 高帽，转换效率，信噪比 ;anG F0x  
 建模/设计 /vKDlCH*  
— 场追迹： *a4eL [  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Z]CH8GS~<  
UNae&Zir  
2. 系统说明 iddT.   
jHzb,&
  
G@2M&0'  
:7zI!ed
u  
3. 建模&设计结果 .Dz /MSl  
bv0 %{u&  
不同真实傅里叶透镜的结果： Zl*!pQ  
D\JYa@*?.h  
*!kg@ _0K  
s.R(3}/  
4. 总结 A |B](MW%O  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 *G4;  
ZVL0S{V-mh  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 WF7RMQ51j  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Z^3Risi  
.nN7*))Fj  
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。 #</yX5!V  
 '}=M~
 
应用示例详细内容 IYFA>*Es  
 AHb   
系统参数 Y|L57F  
n1|%xQBU@  
1. 该应用实例的内容 Et(prmH  
D3OV.G]`  
qA42f83  
SF7Kb`>Y  
}Z|a?J@CZm  
2. 仿真任务 (46)v'?  
V& m\  
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。 K;~dZ  
C/JFg-r  
3. 参数：准直输入光源 ]z,?
{S  
C*$/J\6xy  
.6*A~%-=[d  
FVHL;J]nf1  
4. 参数：SLM透射函数 wFD.3!  
E4Sp^,  
R?(j#bk  
5. 由理想系统到实际系统 Z,z^[Jz  
!Kis,e  
QB7<$Bp  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 F=#Wfl-o  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 f"Z2&Y@  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Ok@5`?08  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 AG?oA328  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 VC@o]t5  
@AwH?7(b  
Ez)Go6Q  
g!8-yri  
G8SJ
<\?  
应用示例详细内容 ??F{Gli"C`  
SFjN5u  
仿真&结果 CAXU #  
o{
qbbJBC  
1. VirtualLab中SLM的仿真 5o,82Kti  
@!S5FOXipZ  
 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)。 6l4l74  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 p(Sfw>t(  
 为优化计算加入一个旋转平面 (efH>oY[  
MKbW^:  
;3w W)gL1  
g {00
i  
2. 参数：双凸球面透镜 j/sZ:Q  
)XD_Yq@E  
X/Ae-1!  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 OlP#|x*  
 由于对称形状，前后焦距一致。 [mm5?23g  
 参数是对应波长532nm。 &0 @2JS/!  
 透镜材料N-BK7。 =0Nd\  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 bNXT*HOZb3  
de"*<+   
qZ4DO*%b3  
qwN-VCj  
5n_<)Ycj  
*_ "j"{  
3. 结果：双凸球面透镜 !Ed';yfz\(  
LB>!%Vx  
?xy~N?N  
 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。 :wIbKs.r  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 |[*b[O 1W  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 s)}C&T$Y.  
k'm!|  
6JJ%`Uojh  
,ujoGSx}  
4YKb~1qkk  
4. 参数：优化球面透镜 /@0wbA  
=!Ok079{[  
n#4Ra+dD  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 BsxQW`>^y  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 *r%=p/oQ}B  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 (|S e+Y#e,  
 透镜材料同样为N-BK7。 -\>Xtix^-c  
NKRNEq!  
NO'-HKHj  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 BwbvZfV|  
8}4V
$b`Z  
&QvWT+]c'0  
9=:!XkT.  
5. 结果：优化的球面透镜 {4 *ob@w*  
qPWYY  
ibEQ52  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 #*5A]"k  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 x6m21DWw  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 HJwj,SL  
R`Q9|yF\  
!}U&%2<69  
h"j{B  
6. 参数：非球面透镜 EyozhIV  
{eS!cZJ  
7,Nd[ oL*7  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 41$7P[M;  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 68d(6?OgW  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 p5E|0
p  
XBCz\f  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 7u0!Q\  
{~VgXkjsC  
p.)G ],  
bq]af.o*  
F?3a22Zg#  
7. 结果：非球面透镜 8MV=?  
D}Z].c@E  
flnoK%wi  
 生成期望的高帽光束形状。 RaKL KZn  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 @32JMS<  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 hK?uGt d?  
X]
M)T  
A6= Um%T  
hK3?m.>"g  
1:XT r  
8. 总结 NJwcb=*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Jk 0;<2j  
^|(F|Z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Z#%4QIz?  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !Hxx6/  
yS %J$o&
 
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。 U8;k6WT|  
Sm{idky)[  
扩展阅读 Bzw~OB{!=J  
6l<q  
扩展阅读 {O[a+r.n  
 开始视频 ^F/N-!}q  
-     光路图介绍 ,aU_bve  
 该应用示例相关文件： 3t)07(x_B  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 eE '\h  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 >iDV
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K]1A,Q  
QQ：2987619807 =bi:<
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