[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) 1)Bi>X  
应用示例简述 x#mk[SV  
1. 系统细节 <r3n?w8  
 光源 (kOv  
— 高斯激光束 <yO9j  
 组件 =Fl4tY#X  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 CoXL;\  
— 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 XQ;dew+  
 探测器 K):sq{  
— 视觉感知的仿真 l #z`4<  
— 高帽，转换效率，信噪比 )!-'SH  
 建模/设计 0\*<k`dY  
— 场追迹： ^BTNx2VHf  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 j=>Gfo  
xTm&`Xo  
2. 系统说明 {_}"USS  
PQ]N>'v-  
4FdH:os  
/2cOZ1G;  
3. 建模&设计结果 FuBRb
(I  
m
uY^Fx  
不同真实傅里叶透镜的结果： .6#2i <oPW  
Zotv]P2k  
;0q6 bp(<H  
@$G K<jl  
4. 总结 0k<%l6Bq  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 uB5o Ghu-  
1bs95Fh9Q  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 6mLE-( Z7  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '8 #*U  
q)zvePO#  
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。 QNEaj\  
)6WU&0>AU8  
应用示例详细内容 Big-)7?  
^o:5B%}#[  
系统参数 Q
Ll44*@  
,1L^#?Q~  
1. 该应用实例的内容 J1t?Qj;f3
 
R!CUR~F  
-E"o)1Pj6C  
li^E$9oWC  
A???s,F_  
2. 仿真任务 e~dU "  
-+/|  
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。 30"G%DFd  
4HAfTQ 1G  
3. 参数：准直输入光源  ^k=[P  
8~&v\GDkF  
j)Gr@F>  
rtz(Jt{<  
4. 参数：SLM透射函数 m^KkS  
H;`@SJBf  
nr;/:[F  
5. 由理想系统到实际系统 *L_wRhhk  
St<\qC  
ERplDSfO-  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 4esf&-gG  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 1|CO>)*D  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 qm@hD>W+  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 up6LO7drW/  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 s!Vtwp9  
|kD?^Nx  
ww

*F}}(  
:+n7oOV  
^+&}:9Ml  
应用示例详细内容 Sob+l'U$  
8~7EWl  
仿真&结果 '|.u*M,b  
nS#;<p$\  
1. VirtualLab中SLM的仿真 f,*e?9@;s  
N !:&$z-  
 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)。 WD]dt!V%  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 6}0#({s:R  
 为优化计算加入一个旋转平面 qSR %#  
iC">F.9#  
m`t7-kiZ  
MwZ`NH|n3"  
2. 参数：双凸球面透镜 4e4$AB"  
@ggM5m
m  
[z?XVl<  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 q4E{?  
 由于对称形状，前后焦距一致。 <e"2<qVi  
 参数是对应波长532nm。 V.}U p+WL  
 透镜材料N-BK7。 _]NM@'e  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 x<].mx  
8G=4{,(A  
@eul~%B{X  

e_e|t>nQ  
' x|B'  
VrDvd  
3. 结果：双凸球面透镜 XyhdsH5%3!  
Q"\[ICu!,  
t}K?.To$  
 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。 SU1,+7"  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 HV>Wf"1  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 /lUb9&yV  
[Gu]p&  
l\bBc,%jt  
*+iWB_  
;2$^=:8  
4. 参数：优化球面透镜 WZZD  
E+_}8J .  
nt4>9;  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ){/y-ixH  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 {3?g8e]zr  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 IV\@GM:ait  
 透镜材料同样为N-BK7。 N$.''D?7D  
edm&,ph]  
X|b~,X%N  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2'++G[z  
_A(J^;?  
ks! G \<I  
-7lJ   
5. 结果：优化的球面透镜 4Hu.o7  
BPW:W }  
-Q,lUP  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 sI`Lsd'V  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 b2z~C{l  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 R|_?yV[  
atYm.qb  
pNDL:vMWP  
4bmp
MF-  
6. 参数：非球面透镜 z\v\T|C  
4Vt YR  
\wMr[_LW  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 >XA#/K  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 %lvSO/
F+  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 KktQA*G  
"#JRw  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 (fq>P1-  
~6R| a  
$g*|h G/{  
,]>Eg6B,u  
Zl]\sJ1"  
7. 结果：非球面透镜 o-R;EbL  
zK33.HY  
,!c.  
 生成期望的高帽光束形状。 O||
M |  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 op[5]tjL  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 D\>CEBt  
<V9L AWeS  
7j5l?K-  
e1K,4Bq  
]XU?Wg  
8. 总结 53#7Yy  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 'AHI;Z~Gk  

D guAeK  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;g*ab
 
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |nB2X;K5~  
EI]NOG 0  
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。 HA>b'lqBM  
(eSa{C\  
扩展阅读 [|e7oNT(Q  
?~;G)5  
扩展阅读 CpO!xj+  
 开始视频 *s<FEF  
-     光路图介绍 8 yQjB-,#  
 该应用示例相关文件： eQNo'cz  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 rE
EWCt  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 8I3"68c_a  
j$a,93P5  
B$sB1M0q  
QQ：2987619807 NFv9%$l-