[技术]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) T yU&QXb  
应用示例简述 *B0V<mV  
1. 系统细节 x6LjcRS|  
 光源 ||uZ bP@  
— 高斯激光束 ajW[eyX  
 组件 xE%O:a?S  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 n`]l^qE  
— 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 BBcj=]"_
 
 探测器 Bg-VCJI<  
— 视觉感知的仿真 MDk*j,5V  
— 高帽，转换效率，信噪比 Qh\YR\O  
 建模/设计 Rab#7Q16Q8  
— 场追迹： 2G?$X
?  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 tJ"az=?  
Rho5s@N7  
2. 系统说明 HOfF"QAR$  
h1#S+k  
*vYn_wE  
UR}kB&t  
3. 建模&设计结果 u+i(";\  
lWbZ=x_0  
不同真实傅里叶透镜的结果： (^LS']ybc  
&&WDo(r3  
r@iASITX  
x=.tiM{#  
4. 总结 8W;2oQN7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %swR:
B
v  
SET-8f  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 RX
'-99M  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [(|^O>k8c  

Z'Q*L?E8M  
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。 7:TO\0]2n  
FI8k;4|V  
应用示例详细内容 g`n;R  
Y9u;H^^G  
系统参数 bg}+\/78#  
K#!X><B
'  
1. 该应用实例的内容 '.Z4 hHX  
OEnDsIhq  
0z7L+2#b^  
FQROK4x%"  
&Yf",KcL*I  
2. 仿真任务 T1W:>~T5#  
@DuK#W"E u  
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。 A "S/^<  
\tx%WC  
3. 参数：准直输入光源 vZu~LW@1  
^,TTwLy-t  
j)Y[4 ^k^  
*tc{vtuu~^  
4. 参数：SLM透射函数 Ly7!R$X  
/ZW&0E  
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)by}}  
5. 由理想系统到实际系统 ?gSSli[  
-Wc~B3E|  
7J|&U2}c  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 FRZs[\I|iT  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。
DI1(`y  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 nNaXp*J  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 cSK&[>i)4  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 5f^>b\8+ |  
j1q[c,  
KKEN'-3  
I%"'*7U  
#??%B  
应用示例详细内容  f:wd&V  
r&%.z*q  
仿真&结果 "NzD1k6.L  
Kesy2mE  
1. VirtualLab中SLM的仿真 C5@V/vA  
aY)2eY  
 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)。 <7XT\?%F  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Bs8[+Ft5  
 为优化计算加入一个旋转平面 T6M+|"92  
ys'T~Cs  
s-*._;  
p $ouh  
2. 参数：双凸球面透镜 --fFpM3EvS  
0Fw6Dq<8-!  
* R d#{Io7  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 U# JIs  
 由于对称形状，前后焦距一致。 z0bJ?~w,  
 参数是对应波长532nm。 JObMZA$  
 透镜材料N-BK7。 {gsdG-  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 55Gtp\L  
k?6z_vu  
Zy0aJN>  
|Au]1}  
g{:<2xI5P  
{9LWUCpsf  
3. 结果：双凸球面透镜 PdeBDFWD  

#VV
r"*7$  
,Hn^z<f   
 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。 wJ+Aw  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 57,dw-|xi  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 [10zTU
`  
1HT_  
beXNrf=bG  
+q<B.XxkA  
?rYT4vi  
4. 参数：优化球面透镜 )ChqATKg  
iK()&TNz  
X"aEJ|y  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 q,>?QBct*  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 "xJ0 vlw  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 t*XN_=E$f  
 透镜材料同样为N-BK7。 :G5uocVk  
S9| a$3K'  
ANi)q$:{  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 O) atNE  
``U^COD  
V5f9]D  
g\SrO {*  
5. 结果：优化的球面透镜 r|Z5Xc  
'x"08v$  
"&.S&=FlI  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 p[AO' xx  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 *l&S-=]  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 hr05L<?H  
~]C%/gEh  
Z3TS,a1I4  
81LNkE,  
6. 参数：非球面透镜 mTNB88p8^D  
k^"bLf(4  
. #lsic8]  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 2i{cQ96  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 K14^JAdY/  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Z6p5*+  
~@ jY[_  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003
KJ2Pb"s  
X1{[}!  
(6l+lru[  
nrm+z"7  
NEt1[2X%  
7. 结果：非球面透镜 XQ%4L-rhN  
%UUH"  
z!;1i[|x  
 生成期望的高帽光束形状。 8mTM$#\  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 66x?A0P  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ",aTWQgN  
mrIh0B:`  
xL|;VyD  
>MK>gLg}!  
*Xo]-cKL0  
8. 总结 )SryDRT  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 c~QS9)=E  
0:0NXVYs&  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 7>iU1zy  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ;Gx)Noo/>  
wNFz*|n  
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。 l3Njq^T  
HK\~Qnq  
扩展阅读 =K'cM=WM6  
{7TlN.(  
扩展阅读 dL7E<?l  
 开始视频 bVP"(H]  
-     光路图介绍 n  -(  
 该应用示例相关文件： )i+2X5B`S  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 T91moRv  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 s .Wdxh