[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) aCF=Og  
应用示例简述 v+vM:At4  
1. 系统细节 AF\gB2^  
 光源 60#eTo?}o  
— 高斯激光束 $]<wQ
H/?_  
 组件 gZ>) S@  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Pk{%2\%&2  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 XI\P#"  
 探测器 LEC=@) B  
— 视觉感知的仿真 ]S 3l' "  
— 高帽，转换效率，信噪比 Y[rRz6.*(  
 建模/设计 Q;?rqi ,  
— 场追迹： "O/ 6SV  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 yi;pn Z  
s3[\&zt  
2. 系统说明 ez14f$cJ+  
85_Qb2<'r  
dT7!+)s5-  
K"jS,a?s 6  
3. 建模&设计结果 dCA! R"HD  
M.9w_bW]#D  
不同真实傅里叶透镜的结果： tF:AqR:(~  
FWW*f _L  
l.xKv$uOGR  
O?t49=uB}  
4. 总结 +-:o+S`q~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7d^ ~.F  
C@3UsD\s(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 yVe<+Z\7  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \DcO.`L  
7hhv/9L1  
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。 ZkryoIQ%=  
$kBcnk  
应用示例详细内容 k_`h (R  
6xLQ  
系统参数 <-DQ(0xg  
* .g[vCy  
1. 该应用实例的内容 <DN7  
3<>DDY2bl  
 Dn#^-,H  
@rS(3wu_&  
bT^(D^  
2. 仿真任务 Xc$Zkfmms  
^/I.? :+  
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。 iu.Jp92  

{
dYz|O<  
3. 参数：准直输入光源 I2
WWhsNC  
mNOxe  
<k 'zz:[c!  
z@?W
hD  
4. 参数：SLM透射函数 j
&[u$P*K  
Nw '$r  
XEBj=5sG  
5. 由理想系统到实际系统 #nq_R  
ZgfhNI\
 
B,]
AfH  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 +g;{c+Kw:  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 7Vuf4Z5  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 HWFLu  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Q <ulh s  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 QjKh#sU&  
2(5/#$t  
5w%[|%KG:L  
.{-X1tJ7  
/VD[:sU7  
应用示例详细内容 ^VEaOKMr  
^kke  
仿真&结果 ;Sfe.ky@6  
-2j[;kgt}  
1. VirtualLab中SLM的仿真 vSR5F9  
{Ve3EYYm  
 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)。 'e_e*.z3  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 J%lrXm(l{  
 为优化计算加入一个旋转平面 0\Tp/Ph  
-s0\4  
xd\ml 37~  
<7! "8e  
2. 参数：双凸球面透镜 J50n E~  
S f6%A  
eVd:C8q  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 kgI8PybY  
 由于对称形状，前后焦距一致。 _ ^'QHWP  
 参数是对应波长532nm。 NLu[<u U*  
 透镜材料N-BK7。 +F.@n_}p-I  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 /|3~
LvIt=  
(b.4&P"0  
J#5V>7G  
zK>m4+)~  
^CgN>-xZ?#  
_SkiO}c8  
3. 结果：双凸球面透镜 ;NQ}c"9  
/N#=Tol  
wR,}#m,  
 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。 BLAF{vVaf  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ^j@+!A_.Q  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 abv*X1  
Z>l|R C  
NwdrJw9  
1CR\!?  
#^yOW^  
4. 参数：优化球面透镜 +Jm vB6s  
L2_[M'  
Kz
z/]  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 (BngwLVDK  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 +43~4_Oj  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 zhbSiw  
 透镜材料同样为N-BK7。 #;5Qd'  
$|@pY| f  
)a5ON8?  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _s<s14+od  
"?kDR1=7A  
KYwUkuw)  
mnBTZ/ZjS  
5. 结果：优化的球面透镜 o5sw]R5  

^

Epup$  
>&ZlCE  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 [qxU \OSC  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 n).*=YLN  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 IuA4eDr^Y%  
~
d3@x\I?  
u+ hRaI;v  
cNN0-<#c  
6. 参数：非球面透镜 Z9MR"!0  
]Yf^O @<<>  
!@wUARQ  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 }p-/R'  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 =CD.pw)B1
 
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 +v'2s@e` #  
j8 `7)^  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 iz)r.TJ  
A:D
9qp  
7h0u7N  
edCVIY'1  
zb4{nzX=  
7. 结果：非球面透镜 Z{:;LC  
WPrBK{B`o  
|z"$^|@d?  
 生成期望的高帽光束形状。 9+$IulOvk  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 /R?[/`)f&  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ;MK|l,aIQ  
^Tj
C  
}Y|M+0   
$7]?P;$  
tIV{uVM[|D  
8. 总结 lrwQ >N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 10.ZBfn  
a7uL{*ZR  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 `IJ)'$pn  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ya5HAs  
Yk)fBPHr  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 MxUbx+_N  
yP
e9KN_  
扩展阅读 2{Dnfl'k  
BOR$R}q  
扩展阅读 ;DhAw1  
 开始视频 ->
o[ S0  
-     光路图介绍 
^$C&{%  
 该应用示例相关文件： JiO8EIM  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 q*,HN(&l?  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 rBU)@IpDG