[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) =)I{KT:y  
应用示例简述 6|jE3rHw  
1. 系统细节 fV5#k@,")  
 光源 HE,wEKp  
— 高斯激光束 =G72`]#-  
 组件 5j}@Of1pd  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 A6U6SvM;  
— 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 9a4RW}S<  
 探测器 1Gqtd^*;  
— 视觉感知的仿真 rvfl~<G*  
— 高帽，转换效率，信噪比 fsmH];"GD  
 建模/设计 jyT(LDsS  
— 场追迹： :iWV:0)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。 tllg$CQ5  
9,>M/_8>  
2. 系统说明 Wex4>J<`/
 
oz0-'_  
02+^rqIx5  
D
0]9 -h  
3. 建模&设计结果 SMy&K[hJ[  
V
\xQM;  
不同真实傅里叶透镜的结果： i)p__Is  
9"aTF,'F/  
vaU7tJ:  
ujSzm=_P  
4. 总结 (#,.;Y  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Bl1I
"B  
a3)#tt=rA  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 x$
p\ocA  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 u,]yd*  
G?g7G,|d  
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。 D|BN_ai9  
-|T^  
应用示例详细内容 b$eJH  
2U+&F'&Q
 
系统参数 Y\=:j7'  
M]{!Nx  
1. 该应用实例的内容 ;|%r!!#-t  
u`~{:V  
>fdN`W}M  
Ue7W&N^E  
4~/6d9f  
2. 仿真任务 ]aR4U`  
/l`XJs  
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。 WI9.?(5q  
2=|IOkY  
3. 参数：准直输入光源 -jy"?]ve.  
~_&.A*Jh  
+OmSR*fA0  
uj@<_|7  
4. 参数：SLM透射函数 {MtB!x  
WWLVy(  
yKI.TR#  
5. 由理想系统到实际系统 pSP_cYa#(#  
cmeyCyV*  
}M9al@"  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 a8 1%M  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Dfo9jY
Pf  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 O+$70  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 5HN<*u%z  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 cn0Fz"d  
75HL  
a*hThr+$M  
Zy%Z]dF  
s*f.` A*)  
应用示例详细内容 Uk9g^\H<D  
(n/1:'  
仿真&结果 fz3*oJ'  
SS~Q;
9o  
1. VirtualLab中SLM的仿真 A]9JbNV  
u2<h<}Y  
 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)。 dWy1=UQfP  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 4QNR_w
  
 为优化计算加入一个旋转平面 bEKLameKv  
zTB9GrU  
p#d UL9  
m #QI*R XP  
2. 参数：双凸球面透镜 -/%jeDKp  
to 6Q90(  
+df?N  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [R>  
 由于对称形状，前后焦距一致。 cloI 6%5r  
 参数是对应波长532nm。 D8Rmxq!  
 透镜材料N-BK7。 LDeVNVM  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 63S1ed[  
c5e\ckqm^  
3L?a4,Q"k}  
VWy:U#;+8  
h\d($Ki  
b]BA,D4  
3. 结果：双凸球面透镜 Mq
p68%  
>` QX xTn  
%}XMhWn{  
 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。 9`xFZMd31A  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 >;v0zE  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 HDyZzjgG  
"v!HKnDT  
"NH+qQhs  
[!?,TGM}^  
Q+(:n)G_6E  
4. 参数：优化球面透镜 F
M"BTA:C  
JK"uj%  
(B,t 1+%  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 @^cgq3H'  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ;}~Bv
<#  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 $L8s/1up  
 透镜材料同样为N-BK7。 BJxmW's/  
[KI`e  
-#;VFSz,9*  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0Y*gJ!a  
up3<=u{>  
0C+yq'D~[  
n UCk0:{  
5. 结果：优化的球面透镜 9c}]:3#XO  
b[o"Uq@8?  
>ha Ixs`
9  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 s*/ G- lY  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 @-@rG>y^:  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 w^E]N  
*2 $m>N  
"rDzrz  
n;^k
 
6. 参数：非球面透镜 , gr&s+  
ilcy/  
40d9/$uzh  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 *5'6E'  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 k=~pA iRDN  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 h9w^7MbO  
Ldj^O9p(  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 }:l%,DBw  
+6)kX4  
nBIv{  

YS
z$` 7i  
xKLcd+hCZ  
7. 结果：非球面透镜 k&_u\D"^"%  
-kri3?Y,  
WlRZ|.
 
 生成期望的高帽光束形状。 i2}=/  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ^@LhUs>3  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 }Oh'YX#[  
u3i|}`  
2\CkX  
Z=Y_;dS9  
9k+&fyy  
8. 总结 7- 3N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 >;&V~q:di  
/Zeg\}/4[  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 031.u<_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 O$umu_  
# /,2MQ  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 "tz0ko,(  
"K$Wh1<7  
扩展阅读 8&A|)ur4  
Jn@Mbl  
扩展阅读 C(1A8  
 开始视频 voej ~z+  
-     光路图介绍 pGb
Fg&  
 该应用示例相关文件： ]T3BDgu%&  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 3{I=#>;  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 d,J<SG&L&  
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QQ：2987619807 gC_s\WU