[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) ~zD*=h2C  
应用示例简述 R'1L%srTM+  
1. 系统细节 |?Bb{Es  
 光源 pSh$#]mZ`  
— 高斯激光束 5_~QS  
 组件 ! tPHT  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Od@<L  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 N_qKIc_R  
 探测器 |{JJ2c\W  
— 视觉感知的仿真 qk=0ovUzg  
— 高帽，转换效率，信噪比 ?QfomTT  
 建模/设计 %2t#>}If!  
— 场追迹： g"o),$tm  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 OJ2I (8P  
RRBBz7:~  
2. 系统说明 Oxq} dX7S  
?7CHHk  
}$T!qMst{  
"Ir.1FN  
3. 建模&设计结果 B@@j-  
<rAk"R^  
不同真实傅里叶透镜的结果： *zn=l+c  
[5O`  
ps=+wg?]  
cA]Ch>]A%  
4. 总结 \~ql_X;3  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 z~+gche>  
I'%(f@u~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 n`af2I2  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 iJD_qhd7  
cgvD>V
Uw  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 .ugQH<B  
a{%]X(';  
应用示例详细内容 Up|>)WFw"  
;UB$Uqs6  
系统参数 C;_*vi2u  
ZFsJeF'"  
1. 该应用实例的内容 |~I-  
{f }4l  
Jxy94y*  
7/$s!pV  
<DjFMTCN  
2. 仿真任务 U%,N"]`  
:5M7*s)e16  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 .0zNt  
|vY0[#E8&  
3. 参数：准直输入光源 r+WY7'c  
wWNHZv&  
6Wabw:  
Xu8_
<%  
4. 参数：SLM透射函数 A/4
HR]  
3h|:ew[  
@]0;aZ{3  
5. 由理想系统到实际系统 '!6Py1i  
xE4iey@\}  
mtON dI  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ~<, QxFG5  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 +s'qcC  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 W l+[{#  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 "x*5g*k  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 -^sbf.  
r6Hdp  
lbtVQW0V;o  
AGN5=K*D  
1*"t-+|  
应用示例详细内容 ?
T(>!m  
]$>O--  
仿真&结果 hF!t{ Lf3  
~Zc=FP:1  
1. VirtualLab中SLM的仿真 W5_:Q@  
@L-3&~=  
 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)。 @KhDQ0v]5  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 `KgWaf-  
 为优化计算加入一个旋转平面 L]goHs  
'xUy
Gj:  
\p-3P)U  
UtF8T6PKdW  
2. 参数：双凸球面透镜 G' ~Z'  
{1Z`'.FU  
&_^t
$To  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ^qaS  
 由于对称形状，前后焦距一致。 cVt MCgx  
 参数是对应波长532nm。 3K/32Wi  
 透镜材料N-BK7。 v:Av2y  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ERO'{nT&  
L*Mt/  
G $TLWfm  
Vs-])Q?7J  
s0 ZF+6f  
@{_L38. Nw  
3. 结果：双凸球面透镜 gNdEPaaFI  
RnN]m!"5  
,m-z D  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 p`jkyi  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 "F(LTppy  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 IcM99'P(  
|0A"3w  
s4@dEK8W  
8,Jjv
*  
S <C'#vj  
4. 参数：优化球面透镜 8\?7k  
>~-8RM  
2NHkK_B1P  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Fb&Xy{kt1  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 +/t
Nd2  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 x=g=
e <_  
 透镜材料同样为N-BK7。 T
5; zgr  
M]O _L  
jN\} l|;q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mXd,{b'  
[Bn C_^[W  
~c&ygL3  
si:p98[w  
5. 结果：优化的球面透镜 eI8rnp(Ia  
%#xdD2oN  
:Ve>t
ZeW  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 WaY_{
)x  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 kdVc;v/5  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 l<5
@a (  
KMO(f!?  
v~f_~v5J!  
k8!|WqfP  
6. 参数：非球面透镜 b&AGVW
hh  
EwvW: t1  
00Tm]mMQX  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ;D}8acQ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 C
`
s  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 \LYB% K}  
3uSj5+@q6  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 P9Yee!*H  
T5* t~`bfU  
SG:Fn8  
[$PW {d8|  
ETt7?,x@  
7. 结果：非球面透镜 Akar@wh  
F];"d0O#5  
i2. +E&3v  
 生成期望的高帽光束形状。 x$:>W3?T=^  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 (x;Uy  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 asDk@Gcu  
Gjhpi5?%8  
d']CBoK  
!*[Fw1-J  
7ojU]ly  
8. 总结  F#0y0|  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \"L ;Ct 8  
DRp h?V\  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 K90wX1&  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。
%2H0JXKa,  
8>U{>]WG  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ORVFp]gG  
=t[hsl  
扩展阅读 R,+Pcn$ws  
,]A|z ~q  
扩展阅读 y {&"g  
 开始视频 +<l6!r2Z  
-     光路图介绍 JQi+y;  
 该应用示例相关文件： 4Ss4jUj  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 \nfjz\"R?b  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 h/'b(9fS  
((& y:{?G  
ElFiR;  
QQ：2987619807 , %8keGhl