[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) Aa`MK$29F  
应用示例简述 <4Q12:  
1. 系统细节 v:"m  
 光源 ~n/Aq*  
— 高斯激光束 Cfr<D3&,]  
 组件 kPO6gdwq$  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 fQQsb 5=i  
— 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 X7H'Uk9:  
 探测器 |0L=8~M(j  
— 视觉感知的仿真 |}M0,AS  
— 高帽，转换效率，信噪比 jJUGZVM6)  
 建模/设计 wHtJ_Y  
— 场追迹： GOf`Z'\xt  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 o9ctJf=qn  
o
Q%\[s$  
2. 系统说明 +mc[S  
5pM&h~M
 
JY2/YDJ  
`S\zqF<  
3. 建模&设计结果 ~!
ZmF(:  
cq,v1Y<  
不同真实傅里叶透镜的结果： rBD(2M  
?GO SeV  
ym|NT0_0  
FjZc#\^9  
4. 总结 |DE%SVZB  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 h(@R]GUX  
skIiJ'db  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %kh#{*q$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 :reP} Da7q  
(*6m^  
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。 8K0X[-hs8  
g@~!kh,TH  
应用示例详细内容 ebN(05ZV  
'qL5$zG  
系统参数 <nWKR,  
u5w&X8x  
1. 该应用实例的内容 .
xGo\aD  
-AjH}A[!  
KVB0IXZC~  
YijMF/Uyb  
L[?nST18%  
2. 仿真任务 Wy<[(Pd   
B<|VeU  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 e>l,(ql  
Eh\ 1O(a(  
3. 参数：准直输入光源 _1^8xFe2  
A4G,}r *n  
"h=6Q+Ze  
z %x7fe  
4. 参数：SLM透射函数 RU2c*q$^X  
"S5S|dBc  
g(/{.%\k  
5. 由理想系统到实际系统 6M ^IwE  
^P`NMSw  
?Z q_9T7  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 vUNisVA  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 A1^Ga5 B>  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 'p%=<0vrr  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 CqqXVF3  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Dv&>*0B  
w |_GV}#_  
x#VyQ[ok  
UVB/vqGg  
)^4hQ3BS  
应用示例详细内容 bpCNho$  
)kYOHS  
仿真&结果 0rD#s{?  
XCDSmZ  
1. VirtualLab中SLM的仿真 LP:nba:  
No) m/17y  
 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)。 nH@(Y&S  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 >1 @Ltvm  
 为优化计算加入一个旋转平面 ueDvMP  
_\.{6""  
V!4a*,Pz  
c-kA^z{f  
2. 参数：双凸球面透镜 Ln.9|9  
845 W>B  
{`%hgR  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 +t98@  
 由于对称形状，前后焦距一致。 -ynBi;nH
 
 参数是对应波长532nm。 %}q.cV  
 透镜材料N-BK7。 %KtU1A(["  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 B0d%c&N${  
m9$a"$c  
rK1-Mu  
u$%A#L[  
fc@'9-pt  
a2`%ghW3  
3. 结果：双凸球面透镜 B8T\s)fxnX  
XphE loL  
@x1%)1  
 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。 8d!GZgC8R  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 !\-WEQrp\  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 g5+7p@'fV  
vE%s,E,  
{uU 2)5i2-  
~i ,"87$[  
gAt~?HvW6  
4. 参数：优化球面透镜 tdep|sD  
zI^]esX!2_  
)I`if(fG  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 [:h5}  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 O0T/#<Cn!  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 h7]EB!D\A  
 透镜材料同样为N-BK7。 %'bJ:  
`&!k!FZY*  
C&+6>L@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 qmglb:"  
|mhKIis U  
nv0#~UgE#a  
" .4,."  
5. 结果：优化的球面透镜 A
pj;  
+bA%  
thc <xxRP  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 -fy9<  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 X^s2BW  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 =wVJ%  
F]EBD8/b  
/vxm"CJR  
D+JAK!W  
6. 参数：非球面透镜 yVX8e I  
GIyF81KR 3  
_,haD)1g~  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 (UL4+ta  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 o*5U:'=5}  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 <lE?,jl  
!4(zp;WY^  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =-"c*^$]  
GbI-SbE  
c9wfsapJ  
j$Ab>}g]  
zmI]cD@G  
7. 结果：非球面透镜 k^\pU\J  
i#/]KsSp  
- +>1r  
 生成期望的高帽光束形状。 :|+Qe e  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。
S >yLqPp  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 $q$7^r@
 
cPDQ1qre!  
`=UWqb(K_  
a5YIUVCv  
i,IB!x  
8. 总结 >UDd @  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 x3 >  
3]RyTQ
 
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :,B7-kBw  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 qIIJ4n  
8NBT|N~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。 CVNj-&vj  
#|[ M?3  
扩展阅读 vi.w8>CE  
?W>qUr
Z  
扩展阅读 w[tmCn
+  
 开始视频 F+m }#p  
-     光路图介绍 sEMQ  
 该应用示例相关文件： +{<#(}  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 `d7n?|pD  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 aJ Z"D8C