[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) ezw*Lo!  
应用示例简述 )bM,>x  
1. 系统细节 ?OW!D?  
 光源 UvGxA[~2+  
— 高斯激光束 WVD48}HF-  
 组件 8XJi}YPQ  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 A+^okT37r  
— 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 lU 62$2  
 探测器 =F|9ac9X  
— 视觉感知的仿真 ~QSX 1w"  
— 高帽，转换效率，信噪比 c:7V..  
 建模/设计 Hc\C0V<  
— 场追迹： PVg<Ovi^d  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 LEM%B??&5z  
'IY?=#xr'`  
2. 系统说明 aX1b(h2  
MWme3u)D  
WowT!0$  
#czTX%+9(e  
3. 建模&设计结果 D\G.p |9=  
_<RTes  
不同真实傅里叶透镜的结果： tAq0Z)  
j4,y+9U  
0g30nr)  
G_?U?:!AC  
4. 总结 46]BRL2 G  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]y.V#,6e  
 g*a+$'  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^'[QCwY~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _cvX$(Sg  
Btxtu"]nJo  
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。 +YZo-tE  
 >SQzE
 
应用示例详细内容 y?a71b8m  
XA<h,ONE?  
系统参数 6 eryf?  
|'-aR@xJ  
1. 该应用实例的内容 ]+Lr'HF  
`E1G9BbU  
~bkO8tn  
2b7-=/[6  
q;bw}4  
2. 仿真任务 Xr=BxBttp
 
I'*,<BPG  
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。 C W#:'  
@]q^OMLY  
3. 参数：准直输入光源 3N$@K"qM#  
3"m]A/6C}  
-XXsob}/8  
mH\zSk  
4. 参数：SLM透射函数 Uk]jy>7;!  
x)=l4A\  
[ne51F5_  
5. 由理想系统到实际系统 FWJ**J  
3v
\P6  
5H.~pc
2y  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 w^Y/J4 I0  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 [hSJ)IZh  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 h#Z["BG  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 !*Is0``  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 |P]W#~Y-  
B>c$AS\5y  
5e.aTW;U  
rmzzbLTu  
`$Rgn3  
应用示例详细内容 :0:Tl/))  
,2$<Pt;  
仿真&结果 'UhHcMh:  
QNOdt2NN  
1. VirtualLab中SLM的仿真  .x%w#  
i*/i"W<  
 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)。 ~D3S01ecM  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 0&sa#g2  
 为优化计算加入一个旋转平面 *JDz0M4f  
^O*-|ecA  
,B'=$PO%  
te(H6c#0  
2. 参数：双凸球面透镜 FA*$ dwp  
`sqr>QD  

%<-OdyM  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [TOo9W  
 由于对称形状，前后焦距一致。 NH|I>vyN  
 参数是对应波长532nm。 g8uqW1E^  
 透镜材料N-BK7。 x3&gB`j-  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 3!l>\#q6  
xx!8cvD4?  
'wEQvCS  
}qso} WI  
_l9

fNf!@  
Q// @5m_  
3. 结果：双凸球面透镜 }q
M^J;uy  
A]!0Z:{h%  
ZwBz\jmbP  
 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。 +o`%7r(R  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 N_bgWQY  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Mc.{I"c@  
I :<,9.   
Fg
e%6hu  
$x'jf?zs!  
Y M:9m)  
4. 参数：优化球面透镜 t9U6\ru  
: B&~q$  
~'%d]s+q  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 aI&~aezmN  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 # &.syD#  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。  B`e/ /  
 透镜材料同样为N-BK7。 7JBs7L
G  
*/h(4Hz  
Oq~{HJ{  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 m@XX2l9:9  
1"Oe*@`pV  
S'34](9n6  
tV(
iC~/  
5. 结果：优化的球面透镜 ]%D!-[C%1  
X1(ds*'Kv  
Ob]\t/:%P  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ]:Ep1DIMl  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 U\lbh;9G  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %>Gb]dv?  
1ARtFR2C{b  
1rZ E2  
@>O7/d?O  
6. 参数：非球面透镜 ):PN0.H8  
LRHod1}mS  
8<;.  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 &*OwoTgk+  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 > Hv9Xz  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 gGvL6Fu  

M,JwoKyg  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 TNqL ')f  
k*;U?C!  
;>Z+b#C[  
8(4!x$,Z5  
n
R,QG8  
7. 结果：非球面透镜 NW6;7nWb  
(E0WZ$f}  
h>!h|Ma  
 生成期望的高帽光束形状。 :;Z/$M16B  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 esTL3 l{[  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Q.$8>)  
L-E &m*%  
[!%5(Ro_  
/E<Q_/'Z  
ppIXS(  
8. 总结 VQ('ejv}/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 aU;X&g+_)  
c\ZI 5&4jT  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 JvXuN~fI{[  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 R-zS7Jyox  
h!dij^bD  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 .>;??BG}  
25Z}.))  
扩展阅读 ^ulgZ2BQ|  
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+iNi4y@  
扩展阅读 @Pc7$qD%  
 开始视频 -%J9!(  
-     光路图介绍 ef*Z;HI0  
 该应用示例相关文件： |e#W;q$v  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 | t:UpP  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 FFZ?-sE