[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) Vao:9~  
应用示例简述 DB'v7 Ij0  
1. 系统细节 B `(jTL  
 光源 lSxb:$g  
— 高斯激光束 [&)]-2w2  
 组件 LgqQr6y"  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 r/YJ,2!  
— 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 /0s1;?  
 探测器 spEdq}  
— 视觉感知的仿真 ci0A!wWD  
— 高帽，转换效率，信噪比 kK6OZhLH  
 建模/设计 G@]3EP  
— 场追迹： hZ&KE78?  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 aJu&h2G  
d:=' Xs
 
2. 系统说明 ){^J8]b7#  
++cS^ Lo  
r&gvP|W%  
@DN/]P  
3. 建模&设计结果 >jm(2P(R   
`m,4#P-kj  
不同真实傅里叶透镜的结果： Z)?$ZI@  
?uWUs )9  
1"h"(dA  
cgnNO&  
4. 总结 \DB-2*a"  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]C_+u_9  
=sJ?]U  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 U3(+8}Q  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8z=# 0+0  
m,.Y:2?*V  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 |[\;.gT K  
o) )` "^  
应用示例详细内容 _imuyt".+  
D"7}&Ry:  
系统参数 `TrWtSwv  
#;[G>-tC  
1. 该应用实例的内容 1IXtu  
%OQdUH4x  
;mQj2Bwr  
xS*UY.>  
H$![]Ujq  
2. 仿真任务 9&+]YYCS-  
XwH>F7HPe  
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。 &:&'70Ya  
!eX0Q 2  
3. 参数：准直输入光源 S?~0)EXj(  
e3I""D{)[=  
6v`3/o  
RGW@@  
4. 参数：SLM透射函数 rXx#<7`  
;!n>  
dCC*|b8h  
5. 由理想系统到实际系统 e~)[
I!n  
\}Q=q$
)  
dN8Mfa)  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 a5*r1,  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 3j7FG%\  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 wQxI({k@  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 hD6
BP  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 : auR0FE  
0eY!Z._^  
gOF^?M11x  
w~Tg?RH:  
tv#oEM9esl  
应用示例详细内容 0 R6:3fV6R  
(bwD:G9  
仿真&结果 wZvv5:jKpu  
Wjb_H (D  
1. VirtualLab中SLM的仿真 b3A0o*  
kx,.)qKk  
 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)。 @MSmg3&  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 p-4$)w~6i  
 为优化计算加入一个旋转平面 h}Otz "  
rA~f68h|  
yl[I'fX66  
0jTReY-W  
2. 参数：双凸球面透镜 &@iOB #H  
(< +A w7  
4@9Pd &I  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 IeYYG^V<A  
 由于对称形状，前后焦距一致。 WZQ2Mi<&1'  
 参数是对应波长532nm。 cBxGGggB  
 透镜材料N-BK7。 I&-r^6Yx  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 "U\RN  
5(>=};r+  
-.Wcz|  
us.#|~i<h  
VF`!ks  
7^d
r[.Q[*  
3. 结果：双凸球面透镜 Xf u0d1b  
&8$v~  
Iz0$T.T  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 .psb#4  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 * %D_\0;  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ]az(w&vqg2  
H4g8 1V=  
O= S[n  
Qs1p  
ocGrB)7eD  
4. 参数：优化球面透镜 P$EiD+5#z  
wf8{v  
h/EIFve  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 u8-6s+ O  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 (*S<2HN5  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 1T!o
`*  
 透镜材料同样为N-BK7。 q?!HzZ  
`~XksyT  
|]7c&`  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0'o[2,  
8iIp[9~=  
D{(}&8a9  
#/oH #/?  
5. 结果：优化的球面透镜 T}fo  
wgFX')l:  
ebBi zc=  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 _dKMBcl)E  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 AjK5x@\  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 \F|)w|v  
|=0vgwd"S  
Skr(C5T  
p%DU1+SA  
6. 参数：非球面透镜 V0;"Qa@q  
Bsa;,  
t3)6R(JC  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 FX!KX/OE)  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 tVG;A&\,6  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 5}%R  
9&sb,^4  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 z|pt)Xl  
xJ>5 ol  
Lm[,^k  
URb8[~dR:  
\c2x udU  
7. 结果：非球面透镜 o;@~uU  
'g%:/lwA  
[FBS|v#T  
 生成期望的高帽光束形状。 uWJJ\  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 8?Rp2n*o  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 'V]C.`9c  
j|KDgI<0  
oJA_"xp  
>6S7#)0T  
<tvLKx  
8. 总结 vn}m-U XA*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 NtM>`5
{?  
gvI!Ice#  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 p7QZn.,=u  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9"#C%~=+  
,7d/KJ^7  
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。 sU>IETo  
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