[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) Ypx5:gm|J  
应用示例简述 p4F%FS:`  
1. 系统细节 xTU;rJV  
 光源 &6^ --cc  
— 高斯激光束 $@D*/@  
 组件 {Gr"lOi*@  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 cP",szcY  
— 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 y7t'I.E[+  
 探测器 s TVX/Q  
— 视觉感知的仿真 ur:8`+" (  
— 高帽，转换效率，信噪比 rB|1<jR  
 建模/设计 5DpvMhc_  
— 场追迹： k|czQ"vaI  
 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~-(nyaBS  
~,_@|,)  
2. 系统说明 d8uDSy  
04WxV(fo'  
Q#X'.](1  
c1q;  
3. 建模&设计结果 Bq;GO  
M&jlUr&l  
不同真实傅里叶透镜的结果： VJ8'T"^Hf  
!PA><F  
jo?[M  
`M*jrkM]x  
4. 总结 qw*) R#=  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 =]5
f\f6  

0~EGrEt  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ubZJUm  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 W':b6}?  
D66NF;7q  
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。 u(fZ^  
n!.=05OtX  
应用示例详细内容 pH2/."zE<  
7x=4P|(\}  
系统参数 +*w}H 0Z  
s_}6#;  
1. 该应用实例的内容 ]kXWeY<  
xmEom  
<[D>[  
mBJr*_p  
9J~\.:jH-  
2. 仿真任务 Mo<q(_ZeRP  
:8j7}'  
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{dabzLy  
jVLJqWP'!  
3. 参数：准直输入光源 A^p{Cq@E  
_yUYEq<`  
_~MX~M3MB  
f>$RR_  
4. 参数：SLM透射函数 #AB5}rPEI  
jDqG9]  
UgK c2~  
5. 由理想系统到实际系统 n
T}Wx/aT  
R|'W#"{@  
@{q<"hT  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 mNacLkh[  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 |6b~c{bt  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 nw%9Qw  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 UOf\pG  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 KK #E qJ  
c?EvrtND  
K)wWqC.  
_K!.TM+9  
~CkOiWC0  
应用示例详细内容 ;Su-Y!&%  
Y1I)w^}:  
仿真&结果 .,p=e$x]  
ZK'46lh  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Vc;[0iB  
ltDohm?  
 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)。 aK -x{  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 WEe7\bWF  
 为优化计算加入一个旋转平面
Jj+Q2D:  
`MuX/[q  
4Ex&AR8  
1J/'R37lP  
2. 参数：双凸球面透镜 iaEQF]*cC  
+"<+JRI(M5  
'WE"$1  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 rf%lhBv  
 由于对称形状，前后焦距一致。 C&H'?0Y@  
 参数是对应波长532nm。 _8u TK
%|  
 透镜材料N-BK7。 ,7Hyrx`  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 b;UDgq8v  
-i2rcH  
Uc {m##!  
mXp#6'a  
zvdut ,6<  
,.QJS6Yv  
3. 结果：双凸球面透镜 f|q/2}Bqb  
MmjZq  
Mg`!tFe3  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 } jJKE  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 H575W"53  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 3Vc}Q'&Y  
l5Bm.H_  
nTr%S&<+"  
tjx8UgSi  
Deh3Dtg/
k  
4. 参数：优化球面透镜 hYkkr&  
e`qrafa  
QLO;D)fC  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ``WTg4C(Y  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 3E|||3rf  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 U~:H>  
 透镜材料同样为N-BK7。 J.1c,@  
X#&5?oq`  
y 9]d{:9  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 hUlRtt  
Df4O~j$U"s  
EE 1D>I  
?l9sj]^w  
5. 结果：优化的球面透镜 <=7nTcO~  
ydzsJ+dx  
I3nE]OcW@  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Z5q%L!4G  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 )4ek!G]Rb  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %1A8m-u]M  
\|Af26  
|D)CAQn,  
=T[P  
6. 参数：非球面透镜 #'&-S@/nQs  
%Y
ZCdS  
X <xM '  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 @o0HD
S  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 4~Cf_`X}]  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 bra2xHK@  
"QOQ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 aftt^h  

j>JBZ#g  
QwhO/  
Hj >fg2/  
uN<=v&]q  
7. 结果：非球面透镜 wetu.aMp  
7RUztu\_  
9\!&c<i=  
 生成期望的高帽光束形状。 _W(xO |,M  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 6E) T;R(@  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Mt4]\pMUb  
PNAvT$0LaZ  
h's[) t  
YTTy6*\,_  
65zwi-  
8. 总结 !=21K0~t#  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 x}a
?
B  
Q3ZGN1aX<  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *P *.'XM  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Eo$l-Hl5=  
1W*Qc_5 v1  
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。 'dwsm7Xd  
XzV>q~I3|E  
扩展阅读 ZOqA8#\  
,eebO~7vB  
扩展阅读 w#9.U7@.  
 开始视频 d3EN0e+^  
-     光路图介绍 CPa+?__B  
 该应用示例相关文件： k7:ISjJ  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 5Zc  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Flpl,|n a