[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)
C]-Z+9Vvv  
应用示例简述 G6Z2[Ej1  
1. 系统细节 7[:9vY  
 光源 ~d7!)c`z  
— 高斯激光束 DVRE;+Jt  
 组件 b3x!tuQn  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 X#-U  
— 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 yuk64o2QE  
 探测器 PV>-"2n  
— 视觉感知的仿真 KQ xKU?b1  
— 高帽，转换效率，信噪比 X<_(gg  
 建模/设计 xe2Ap[Y'M  
— 场追迹： d$kGYMT"  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 z![RC59S  
;p/RS#  
2. 系统说明 -d6|D?}S  
>.SU=HG;  
zhU)bb[A  
b-@VR  
3. 建模&设计结果 H6x~mZu_:T  
)wo'i]#2:  
不同真实傅里叶透镜的结果： G#8HY VF  
"N"9PTX  
?z171X0  
<u*~RYA2  
4. 总结
V(A6>0s$|  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 D&/(Avx.  
d /jO~+jP  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 q*\#HC  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 I7nt<l!  
0Oc' .E9  
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。 ;-lk#D?n9  
ATv.3cy  
应用示例详细内容 ngcXS2S_  
_LFZ0  
系统参数 /fWVgyW>6  
"6lf~%R"  
1. 该应用实例的内容 ot]E\g+!  
kz(%8qi8&  
/<9VKMR_k  
^UZEdR;  
`)&-;CMY  
2. 仿真任务 !,+p
eMy  
,o]"G[J
k  
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。 m\__F
l  
D:U:( pg  
3. 参数：准直输入光源 !uii|"  
X5cl'J(j9  
\Q|1I  
t]#y}V  
4. 参数：SLM透射函数 4iBp!k7  
G\?fWqx  
ec[
S?-  
5. 由理想系统到实际系统 r+217fS>  
su
N{)"  
KtUI(*$`  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ^1BQejD  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ``)ys^V  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 AdesR-e$R  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 xN:ih*+,v  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ^<'5 V)  
r ioNP(  
DF-`nD  
OWxYV$  
z/)HJo2#  
应用示例详细内容 ]vMr@JM-G  
IExo#\0'6  
仿真&结果 $*V:;
-H  
a?.hvI   
1. VirtualLab中SLM的仿真 ykH?;Xu  
lOt3^`  
 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)。 3*"
$E_%  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Gy hoo'<  
 为优化计算加入一个旋转平面 1hw1AJ}(F  
Zj99]4?9  
 #:_qo  
 $J>GCY  
2. 参数：双凸球面透镜 !jL|HwlA  
,di'279|  
$-[V
)]h  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 NOLw119K  
 由于对称形状，前后焦距一致。 &[f.;1+C  
 参数是对应波长532nm。 ?D]4*qsIlu  
 透镜材料N-BK7。 "ys#%,Z  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 o_p#sdt"  
 jhjb)r.  
4d#w}  
Z|K+{{C  
l69&-Nyg  
JziuwL5,  
3. 结果：双凸球面透镜 N@lTn}U  
9"Oz-!Y4  
k3h
,c;  
 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。 f^z~{|%l!  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Fq>=0 )  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 HpSmB[WF  
[,Q(~Qb  
#;sUAR?]  
N=^{FZ  
Z{s&myd  
4. 参数：优化球面透镜 DvCs 5  
k #y4pF_  

="<5+G  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ! /;@kXN
 
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 mr dG-t(k  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 v!n\A}^:  
 透镜材料同样为N-BK7。 +ntrp='7O7  
7pMQ1-(  
j&6'sg;n)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6FNs4|(
d  
7^7Rk  
k~Qb"6n2  
?K%&N99c!  
5. 结果：优化的球面透镜 20750G  
\]ouQR.t@\  
Y?W"@awE"\  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Vw.c0
5x  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 JRt^YX  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Pz#D9
.D0  
86igP  
>=Hm2daN  
0`.3`Mk   
6. 参数：非球面透镜 y`O !,kW  
8 #fzL7  
Y[Jt+p]  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 /cHd&i,>  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 t)P5bQ+$u9  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Tap=K|b ]  
Q;{[U!\:  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ],CJSA!5F  
;AMbo`YK[  
eAKK uML  
d\Cx(Lb[  
4Kjrk7GAx  
7. 结果：非球面透镜 EV{kd.=f  
1cPm $=B  
;/+VHZP;  
 生成期望的高帽光束形状。 mi9BC9W(  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 w@RVg*`%7D  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !R*%F  
&Fo)ea  
)D\cm7WX^[  
^2Sa_.  
;AyE(|U+  
8. 总结 .2?txOKh  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 tdZ,sHY6  
\`?#V xz  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 0"q_c-_Bg  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 62lG,y_L  
0sq?;~U  
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。 LDlj4>%pW^  
Z* eb  
扩展阅读 Trd/\tX#v&  
.w5#V|  
扩展阅读 vzD3_ ?D  
 开始视频 {TT@Mkz_QC  
-     光路图介绍 (2J_Y*N~>  
 该应用示例相关文件： k^3 ?Z2a  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ?^]29p_  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 !z@QoD