[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) Mu TlN  
应用示例简述 F6yMk%  
1. 系统细节 WxFVbtw  
 光源 caS5>wk`R  
— 高斯激光束 .|!Kv+yD  
 组件 GP1b/n3F1  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 h(ZZ7(ue  
— 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 yH irm|o  
 探测器 ]5wc8Kh"  
— 视觉感知的仿真 $)6y:t"  
— 高帽，转换效率，信噪比 d7A vx  
 建模/设计  2>p>AvcK  
— 场追迹： ZPRkk?M}.  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 
%R."  
sZ_+6+ :  
2. 系统说明 EP,lT.u3  
;~F&b:CyG  
!2=<MO  
eX>x +]l6  
3. 建模&设计结果 eqV;4dhm  
lx(kbSxF  
不同真实傅里叶透镜的结果： C`Zz\DNG@  
(/JiOg^cw  
)17CG*K1  
CKCot  
4. 总结 yCpU173V  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 s9X?tWuL  
3,t3\`=  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 jY
I\.bc  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0.!_k )tu  
kIrb;bZ+l  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ~qT5F)$B-  
dD ?ZF6  
应用示例详细内容 yH/m@#  
XcLjUz?  
系统参数 5o2w)<d!  
b@`h]]~:  
1. 该应用实例的内容 [7_
1GSS1  
JS$ojL^  
ozB2L\D7  
8#L V oR  
Lh\ 1L  
2. 仿真任务 lub_2Cb|j  
m) QV2n  
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。 -?nr q <3  
ZD~ra7  
3. 参数：准直输入光源 07b=Zhh  
kn%i#Fz  
(X zy~l<  
maTQ0G
X  
4. 参数：SLM透射函数 9lqH  
W-D{cU  
(P'{A>aHl0  
5. 由理想系统到实际系统 As{"B  
n37P$0  
Opavno%&  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 < #FxI  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 N(s5YX7<hd  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Gn&=<q:H  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 !:baG]Y  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 tzJ7wXRr  
'Y2ImSWj  
z>]P_E~`}  
@k+K_gR  
/Vdu|k=  
应用示例详细内容 `
{/"?s|  
)5Wt(p:T6_  
仿真&结果 hg7^#f95u  
 T_)G5a  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ghGpi U$  
?xW,2S  
 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)。 9x`1VR :  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 tJ$gH;  
 为优化计算加入一个旋转平面 L9{y1'')  
q?y-s  
[]:&WA9N  
Q2qT[aD,  
2. 参数：双凸球面透镜 ?xwLe  
eHb@qKnf  
2Q=I`H_  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 O!se-h5mW8  
 由于对称形状，前后焦距一致。 YJGP8  
 参数是对应波长532nm。 ;oCSKY4  
 透镜材料N-BK7。 QpCTHpZ  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 gz#2}  
[nA1WFfM  

YWAH(  
Pj8W]SA_  
FQBE1h@k0u  
s}qtM.^W  
3. 结果：双凸球面透镜 Fe1XczB  
ZiW&*nN?M  
lk*wM?Z  
 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。 +;T\:'CU  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 NY?pvb  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 jr(|-!RVMN  
LNcoTdv}k  
}Gva=N:  
-e O>d}  
$px1D$F!  
4. 参数：优化球面透镜 cHC1l  
Y0yu,  
{>UT'fa-  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 l}@C'Np  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 NvvD~Bb  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 h t3P@;  
 透镜材料同样为N-BK7。 WCY5F  
Th X6e  
O{p7I&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3N?"s1U  
[Lcy &+  
2?F?C  
[9d\WPLC  
5. 结果：优化的球面透镜 YpgO]\/w  
(%'`t(<  
NI
Aji3  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 +~EnrrT+W  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 7+Er}y>  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 l{QlJ>%~{;  
#y'p4Xf  
0ybMI+*  
+7{8T{  
6. 参数：非球面透镜 jX.'G   
Wcbm,O4u  
.pG`/[*a  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 JQ
|*XU  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 j$<g8Bg=o  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 _FU}If
G>t  
k*OHI/uiow  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 dt0(04  
xt6%[)  
PZY6 I  
{mY=LaS<  
U] P{~
 
7. 结果：非球面透镜 e~SRGyIww  
;Fd1:"1pP  
%XQJ!sC`  
 生成期望的高帽光束形状。 "EVf1iQ  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 !C(PfsrR/  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 %jJIR88  
_C=01 %/  
Nxt`5kSx=  
--k!KrL  
mKoDy`s  
8. 总结 ZENblh8fs  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 s)Xz}QPK.  
(:^YfG~e  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Y5y7ONcn  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !}5+hj!6  
K"!U&`T  
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。 RRro.
r,  
#%pY,AK:=  
扩展阅读 XtE O)  
N'PK4:  
扩展阅读 7q:;3;"9  
 开始视频 aW
Njl  
-     光路图介绍 MShcZtN  
 该应用示例相关文件： 3BAQ2S}  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 {suQ"iv  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 XjmAM/H4