[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) -s~6FrKy  
应用示例简述 A8,9^cQ]  
1. 系统细节 rP4v_?Zg
+  
 光源 &O|!w&  
— 高斯激光束 U@t"o3E  
 组件 0$=Uhi  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 EQQ/E!N8l  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 2n]UNC  
 探测器 'I$-h<W  
— 视觉感知的仿真 ed3d 6/%HR  
— 高帽，转换效率，信噪比 +_^Rxx!XA  
 建模/设计 )m8ve)l  
— 场追迹： RLnsy,  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Q`?+w+y7  
$db]b  
2. 系统说明 j /d?c5  
.<xzf4C  
eAqSY s!1  
zk6al$3R  
3. 建模&设计结果 j@chSk"K  
99QMMup  
不同真实傅里叶透镜的结果： hz:^3F`>/&  
2Y~UeJ_\Lq  
!Cqm=q{K  
S8=Am7D]1  
4. 总结 mM`zA%=  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 K6uZ4 m;  
Om%HrT  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 C\-Abqc  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 C%c}lv8;^  
.&z/p3 1  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 M't~/&D#  
rbC4/9G\  
应用示例详细内容 3k%fY  
^pI&f{q  
系统参数  ywQ>T+  
4}i2j  
1. 该应用实例的内容 8(AI|"A"-  
g(X-]/C{  
bIvF5d>9#K  
3HtLD5%Q  
xXa* d  
2. 仿真任务 7!-3jU@m  
i|`b2msvd  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 D\~s$.6B  
+&AKDVmx  
3. 参数：准直输入光源 [{s 1=c  
Vki'pAN  
Ark+Df/  
O~p@87aq  
4. 参数：SLM透射函数 #F>7@N:5  
d]3c44kkK{  
"7w
~0?}  
5. 由理想系统到实际系统 8|-j]   
XwZ~pY ~  
$q"/q*ys  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。  Lg;b17  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 UxGr+q  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 0n FEPMO  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 jb~W(8cj  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 O }ES/<an  
>M}\_c=  
For`
rfR  
$0-}|u]5U  
FJ/>=2^B  
应用示例详细内容 b 8vyJb,K  
mYU7b8x_  
仿真&结果 [RAzKzC\M  
*qX!  
1. VirtualLab中SLM的仿真 A-=B#UF  
a\K__NCrX  
 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)。 9/8#e+L  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 r>>4)<C7J  
 为优化计算加入一个旋转平面 "wPA;4VQ  
qw#wZ'<n  

r Jo8|  
&Zxo\[lP  
2. 参数：双凸球面透镜 U<pGP  
[lU0TDq  
bqo+b{i\  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 U-U^N7  
 由于对称形状，前后焦距一致。 T[~8u9/  
 参数是对应波长532nm。 gI~4A,  
 透镜材料N-BK7。 @Cnn8Y&'  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 8!R +wy  
{r.KY  
nV[0O8p2Md  
"e3T;
M+  
;^[VqFpeS  
#5Q?Q~E@  
3. 结果：双凸球面透镜 P"Scs$NOU?  
&Zzd6[G+  
&J]|pf3m  
 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。 a/4
!zT   
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 vU4Gw4  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 \
zdY$3z  
~o<+tL  
O_E\(So  

*y}<7R  
Wzn!BgxRr  
4. 参数：优化球面透镜 =&!L&M<<  
ZaNZUVBh  
%2S+G?$M?  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 0P+B-K>n  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 b}f#[* Z  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 `rwzCwA1  
 透镜材料同样为N-BK7。 p{V_}:|=Q  
|vGb,&3  
>`0l"K<  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ]-rhc.Gk@1  
i[+cNJ|$B0  
Ar;uq7c,G  
>qqI6@h]c  
5. 结果：优化的球面透镜 @5[9iY  
GKk>;X-  
w!5@PJ)~U  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 8E/wUN,Lxj  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 -&7\do<  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ~Z{IdE  
]Qu.-F#g  
O(_a6s+m  
K> rZJ[a  
6. 参数：非球面透镜 K1_]ne)  
San=E@3}v!  
Uo~-^w}  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 dF`\ewRFn  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 e@`"V,i  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 US.7:S-r"  
&*
e(  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 id"-eMwp  
$:4*?8K2  
,Fv8&tR  
v/s6!3pnl  
QAk.~ob  
7. 结果：非球面透镜 YVcO+~my  
VEc^Ap1?'  
Dp8`O4YC  
 生成期望的高帽光束形状。 C
j +{%^#  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 /A4^l]H;+3  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 {,9^k'9  
$;V?xZm[  
^^;#S
i  
]zt77'J  
h(>eHP  
8. 总结 y$Y*%D^w  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Twi7g3}/jB  
$Ith8p~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 !EuqJjh  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %77X/%.Y  
?RMOy$L  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 '=V!Y$tn  
Ed>Dhy6\r  
扩展阅读 GdlzpBl  
Rn4Bl8z'>  
扩展阅读 tx9;8K3  
 开始视频 ?6#F9\  
-     光路图介绍 5.TeH@(  
 该应用示例相关文件： BPwn!ii|  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 M];?W  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 q; n