[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) mvf _@2^  
应用示例简述 \3 KfD'L  
1. 系统细节 iE{Oit^aG  
 光源 >7FSH"8[,  
— 高斯激光束 tq E>Zx=X  
 组件 C
SL4P)  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 t61'LCEis  
— 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 s4IKSX  
 探测器
$T)d!$  
— 视觉感知的仿真 ~iT{8  
— 高帽，转换效率，信噪比 @dhH;gt.I  
 建模/设计 ECdfLn*c  
— 场追迹： {dZ8;Fy4  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 U5wTGv4S|  
vadM1c*z  
2. 系统说明 Gt.*_E  
CI1m5g [P  
=w,(M  
qi[(*bFK7  
3. 建模&设计结果 5fxbA2\  
.%hQJ{vf-^  
不同真实傅里叶透镜的结果： )O-sWh4  
w2<*$~C]  
XkoWL  
n1`T#%e  
4. 总结 NQ3|\<Wt  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 InX{V|CW?  
/kb$p8!C".  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~g96o81V  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +wjlAqMQ  
1'OD3~[R  
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。 Pb=rFas*C  
wO\!xW:  
应用示例详细内容 r?XDvU  
RQJ9MGw  
系统参数 ?ZM^%]/+  
Lj-{t% }  
1. 该应用实例的内容 a:xgjUt&5  
<W9) Bq4  
6 cr^<]v!  
%1@.7uTN  
]LY^9eK)>{  
2. 仿真任务 )muv;Rf`e5  
5lG|A6+w{  
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。 )da:&F -  
-q|*M:R  
3. 参数：准直输入光源 zVn*!c  
^K*~ <O-  
^$?7H>=_ha  
G:){^Z?  
4. 参数：SLM透射函数 7j{Te
)"  
6;[1Jz]?i  
Ny[s+2?  
5. 由理想系统到实际系统 mKMGdN~  
IFkvv1S`
 
$R3.yX=[\  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 !cv6 #:  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 MgSp.<!  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 /G[+E&vj  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 N_*u5mfQX  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Y#.6d  
9O2a | d  
Ed8U;U b  
" Tw0a!  
</2,2AV4q*  
应用示例详细内容 939]8BERt  
qLu8!|QT  
仿真&结果 23,%=U  
k^~@9F5k  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Rs^jk)Z:)  
DPR;$yV  
 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)。 cG<Q`(5~  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 FL5ibg  
 为优化计算加入一个旋转平面 MJpP!a^Q  
v_[)FN"]Y.  
@)S sKk|  
Cw@k.{*7,  
2. 参数：双凸球面透镜 3/yt*cr  
(bM)Nd  
Uv#>d}P  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 zLE>kK  
 由于对称形状，前后焦距一致。 0]/,m4a#n  
 参数是对应波长532nm。 uVoF<=
{  
 透镜材料N-BK7。 m[//_TFf]  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 s,{RP0|  
z|taa;iM  
"{,\]l&o  
I%.jc2kK  
I 0x`H)DA  
dVjcK/T<  
3. 结果：双凸球面透镜 |8&\
N  
1D3dYVE  
}D&"z8mP  
 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。 Ew)n~!s  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ,'/HcF?yf  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Ac*B[ywA3  
d;*OO xQV  
'2Mjz6mBDA  
8ItCfbqa6  
QE`:jxyad  
4. 参数：优化球面透镜 ~5XL@jI^  
"\wDS2M)  
@1`W<WP  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Dohl,d  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 JI{OGr  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ,E n(gm  
 透镜材料同样为N-BK7。 /*mFP.en  
zyQ,unu  
{+9^PC_hm;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 rH [+/&w5  
+aXMHT"U  
i`ZHjW~`  
DKaG?Y,*p  
5. 结果：优化的球面透镜 [<@A8Q5,y  
Lv`8jSt\  
`W.vW8!#  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 P?yOLG+)l)  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 3thG*^C5  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 [1QkcR  
etQx
>U  
Q T0IW(A  
Ot4;,UZ  
6. 参数：非球面透镜 OoU'86)  
!z"a_  
^bY^x+d  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 7#~m:K@  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 KNUMz4  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 af`f*{Co3  
%i]uW\~U  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 NXV~[  
w;h\Y+Myyk  
><:lUt*N2  
=km-`}I,  
I1}{~@  
7. 结果：非球面透镜 L`VQ{|&3V  
0W<
nE[U  
? A^3.`  
 生成期望的高帽光束形状。 )sz2 9  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 \CEnOq  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 v2W"+QS}u  
ys"mP*wD  
sQ3ayB`  
,~=z_G`R  
l5N\>q  
8. 总结 19YJ`(L`x  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 :b3lJ-dB  
}IalgQ(i  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 <EMLiiNY  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 =+sIX3
  
k0Vo  
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。 59%f|.Z)  
KWuj_.;  
扩展阅读 T\$
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si"mM>e  
扩展阅读 ;^H+ |&$>  
 开始视频 lDX&v$
 
-     光路图介绍 3<.j`JB@&  
 该应用示例相关文件： +ouy]b0`t  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 M0"g/W  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 7`'fUhB!  
*"9)a6T t+  
_-yF9g"I  
QQ：2987619807 Xta>