[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) u%xDsTDP  
应用示例简述 [.a;L">  
1. 系统细节 O] H=s  
 光源 EX4 C.C|d  
— 高斯激光束 QNb>rLj52  
 组件 AVv#\JrRW  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 .liyC~YW  
— 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 Ra0=q4vdk  
 探测器 8[~~gYl  
— 视觉感知的仿真 \e|U9;Mf  
— 高帽，转换效率，信噪比 _W|R;Cz]  
 建模/设计 0Z,{s158L  
— 场追迹： SF^x=[ir  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 *0~M
 
 g#qNHR  
2. 系统说明 =53bLzr  
lBmm(<~Z  
5DOE3T`^Oc  
r4
?b0&Xq  
3. 建模&设计结果 >t0%?wj)Y  
+2Ql~w@$^l  
不同真实傅里叶透镜的结果： 61Bhm:O5W  
69/?7r  
)v1CC..  
.'/l'>  
4. 总结 Yx),6C3  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 sB6dpD  
Gqt-_gga  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 FsY(02  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 xr.XU'  
_f3 WRyN0  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 4V$fGjJ3  
.=XD)>$  
应用示例详细内容 LN^UC$[tk  
30_ckMG"g  
系统参数
E/mw* c^  
DbtF~`3, .  
1. 该应用实例的内容 8*s7m   
g~!$i`_b  
xGRT"U(  
^=0
$  
)o jDRJ&  
2. 仿真任务 _]=9#Fg7
{  
mM5|K@0|  
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。 *d>vR1  
`(DJs-xD  
3. 参数：准直输入光源 XV=S)  
O R #7"  
(ua q<Cvg  
%hINpZMr  
4. 参数：SLM透射函数 k|FSz#Y  
62kb2C  
{155b0  
5. 由理想系统到实际系统 -=)-sm'  
O-PdM`mqW  
1,`H:%z%  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 hD q2-X}  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ^VI,C|  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 XdsJwn F  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 0pN{y}x,  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 [AR>?6G-  
DZs^ 2Zc  
wqy^8N[K]  
8Kk\*8 <  
hCC}d0gf`n  
应用示例详细内容 kH?#B%N5  
7>n"}8i  
仿真&结果 <m-.aK{9  
|^GyH$.  
1. VirtualLab中SLM的仿真 /\E [  
T?npQA07=  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 tln1eN((q  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 E>pVn2|  
 为优化计算加入一个旋转平面 V1utUGJV  
64U6C*w+  
y3IWfiz>/d  
'RTtE  
2. 参数：双凸球面透镜 mqFq_UX/T  
'Kz9ygZy  
r]LCvsVa  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 o8z)nOTO;  
 由于对称形状，前后焦距一致。 8S  U%  
 参数是对应波长532nm。 CWlW/>yF B  
 透镜材料N-BK7。 Q$a  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q2s&L]L=  
<1@ (ioPH  
#C*&R>IvY  
w%xCTeK[  
w sY}JT  
.y):Rh^  
3. 结果：双凸球面透镜 ndi+xaQtG  
,W*H6fw+  
u^4h&fL  
 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。 V'StvU  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 _x %1F  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ]b}B2F'n  
4|Ui?.4=  
8;n_TMb  
YBjdp=als  
V3.t;.@  
4. 参数：优化球面透镜 \dkOK`)b  
_H\<[-l  
Cs1>bpY*R6  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 kso*}u
h0  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 97LpY_sU  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ]vo_gKZ  
 透镜材料同样为N-BK7。 4~|<`vqN  
36$[  
/Ox)|)l  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 91d },Mq:  
I>"Ci(N  
=2 jhII  
~&g a1r2v?  
5. 结果：优化的球面透镜 C1fyV]  
wk[ wNIu  
~UPZ<  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 'Q|c@
t  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 N"c(e6  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 <Ar$v'W=F{  
_T*AC.  
M{KW@7j  
wahZK~,EaY  
6. 参数：非球面透镜 9l
 !S9d  
][:rLs  
8^ #mvHah  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 n1J]p#nCa.  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 pP.'wSj  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Tr.hmGU  
qrBZvJU  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Ai kf|)D[  
}ugxN0  
&/WAZs$2n  
(tCib
4  
>*qQ+_  
7. 结果：非球面透镜 [Z<Z;=t  
Lj 8<'"U#  
x';uCKWV  
 生成期望的高帽光束形状。 a5?8QAO~r  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 |g_g8[@`}  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ;l!`C':'  
GozPvR^/  
>^SEWZ_[  
qX6D1X1_  
\}dyS8  
8. 总结 ,8VU&?`<}  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 <nzN$"%  
6/Y1 wu  
 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|4^_`-  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8r:M*25  
.6.^G  
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。 ;=~Xr"(/z  
%SA!p;  
扩展阅读 Z4q~@|+%  
HW6.O|3  
扩展阅读 K*vU5S  
 开始视频 1>pe&n/  
-     光路图介绍 f)NHM'  
 该应用示例相关文件： P:{<*`q  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 }[!92WS/ee  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 !G?gsW0\h  
qVgd(?hJ#  
j]5WK_~M  
QQ：2987619807 g8pO Lr'