[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) DA <ynBQ  
应用示例简述 4:
 sl(r  
1. 系统细节 )bW5yG!  
 光源 D3?N
<9g  
— 高斯激光束 )*[ ""&  
 组件 5-p.MGso  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 &tBA^igXK  
— 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 _om[VKJd  
 探测器 QFzFL-H~N  
— 视觉感知的仿真 u(9X  
— 高帽，转换效率，信噪比 Z\!rH"8
 
 建模/设计 q:yO92Ow  
— 场追迹： EhXiv#CZ  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 "|4jPza  
{,f[r*{Y  
2. 系统说明 rb
h[j@s@  
IxP^i{/1?  
2Guvze_bU  
a;&}zcc*  
3. 建模&设计结果 #{>uC&
jD  
t{ H1u  
不同真实傅里叶透镜的结果： 6$z'wy/*  
@^wpAQfd4  
,I39&;Iq  
R92R}=G!  
4. 总结 *:#Z+7x ]  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 n!?r }n8  
Qtnv#9%Vi  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "UpOY  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 66dTs,C  
[0op)Kn  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ;@!;1KDy  
v$JLDt_  
应用示例详细内容 poY8
)2  
WgZ@N  
系统参数 cyb(\ fsC  
qvN"1=nJ  
1. 该应用实例的内容 z`@z  
D2?S,9+E_  
0x4l5x$8  
FoLDMx(  
h&$
Py  
2. 仿真任务 Bn_g-WrT  
JilKZQmk  
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。 &z QWIv  
9/Wn!Ld  
3. 参数：准直输入光源 h.D^1  
xZg7Jg  
K /ZHJkJ7  
wK
LN:aRF2  
4. 参数：SLM透射函数 /=-h:0{M  
:P"9;$FY  
&&*wmnWCS{  
5. 由理想系统到实际系统 ZZwBOGVU  
_;VYFs  
Uk|9@Auav  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 y0y+%H-  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 _[0I^o  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 CL )%p"[x  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 v<`$bvv?  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 5Ny0b|+p  
tB!|p6  
0pCDEs  
Ul9b.`6  
]ci RiMkT(  
应用示例详细内容 }R\B.2#M_@  
~"\P~cg0J  
仿真&结果 ]svw CPu C  
Hj1k-Bs&'w  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ~(M*6b  
78gob&p?  
 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)。 hPS/CgLq  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 /T{mS7EpYc  
 为优化计算加入一个旋转平面 %va[jJ  
(s.o  
z^"?sd  
Km%8Yw0+  
2. 参数：双凸球面透镜 ayN*fiV]  
vDWr|M%``l  
)~G8 LZ  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 hg!x_Eq|  
 由于对称形状，前后焦距一致。 PaA6Z":  
 参数是对应波长532nm。 ,Qga|n8C  
 透镜材料N-BK7。 +I?Qg  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。  -\5[Nq{N  
-<_+-t  
+)% ,G@-`  
*:k~g].Iz  
;k-g
_{M  
[+yGDMLs  
3. 结果：双凸球面透镜 bW}b<(y  
McO@p=M  
'! #On/  
 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。 e3G7K8  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 6 bYC  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 JB641nv  
@<0h"i x  
lrq>TJEcx  
c,+iU R<  
4,o %e,z  
4. 参数：优化球面透镜 oA5<[&~<  
Jx)~kK  
@263)`9G  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 {H/8#y4qp&  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 *1%e%G  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 X^u4%O['  
 透镜材料同样为N-BK7。 D:+)uX}MOf  
W` WLW8Qsw  
<|ka{=T  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ]:[)KZ~  
F0X5dv  
Pm;x]Aj  
+d|:s  
5. 结果：优化的球面透镜 |k/`WC6As.  
 zjZ;xn  
W9:fKP  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 {Q}!NkF1  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 OaX HJ^k  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 #JHy[!4  
IptB.bYc  
V.O<|tl.  
UUt~W  
6. 参数：非球面透镜 nL "g23  
V,99N'o~x  
"H wVK  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ,<R>Hiwg/s  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 |?4~T:  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 U^vUdM"  
*93l${'  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3sd{AkD^  
U}mL,kj"  
!Qj)tS#Az  
a>-}\GXTA  
W)G2Cs?p  
7. 结果：非球面透镜 yf0vR%,\  
C}dKbs^g|  
<DA{\'jJ  
 生成期望的高帽光束形状。 #`fi2K&]j  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 a>;3 j  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 'Qp&,xK  
9b"}CEw  
E7d~#  
'qD'PLV  
,)B~ci
c'u  
8. 总结 C}M0XW  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ox i a}  
W>aQ tT  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (6b?ir~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -52@%uB  
DjevX7Q  
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。 E-BOIy,  
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