[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) f9R~RRz  
应用示例简述 }ZPO^4H;-  
1. 系统细节 I.V?O}   
 光源 m*'^*#  
— 高斯激光束 bf#@YkE  
 组件 j%7N\Vb  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 P;B<R"  
— 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 w4 R!aWLd  
 探测器 gmFCj
s  
— 视觉感知的仿真 H83Gx;  
— 高帽，转换效率，信噪比 '*`25BiQ  
 建模/设计 D/& 8[Z/Cn  
— 场追迹： 2.xA' \M  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 d<x7* OW)  
]Tv0+ Ao  
2. 系统说明 G6l:El&  
qM~;Q6{v  
}(*eRF'  
`,-w+3?Al  
3. 建模&设计结果 xK7xAO  
|$hBY
w  
不同真实傅里叶透镜的结果： ,RP"m#l!\  
UG@9X/l}  
}8joltf  
8XS_I{}?  
4. 总结 CxvL!ew  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 nU^-D1s{  
{>x6SVF  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 FabDK :  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 o8PK,!Pl  
9FGe(t<  
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。 1=*QMEv1G  
q?&Ap*  
应用示例详细内容 o#p{0y  
$oPx2sb  
系统参数 8Uv2p{ <#  
iZ^tLnc  
1. 该应用实例的内容 fu=GgD*  
R
]LRgfi9  
b8QQS#q)V  
()Tl\  
1" k_l.\,0  
2. 仿真任务 YI877T9>  
C
i?BJ,  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 -VC kk  
?h$ =]  
3. 参数：准直输入光源 [Dzd39aKr  
PUU "k:{  
Ht{Q=w/9  
B4l*]K%  
4. 参数：SLM透射函数 %>)HAx `  
IasWm/  
%z9lCTmy  
5. 由理想系统到实际系统 <~d3L4h*<  
iJ-z&=dOe  
ekR/X  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 M/d6I$~7z  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Ro2Ab^rQ|  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 .!oYIF*0zC  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 [. rULQ
l  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 O4+a[82  
\me'B {aa  
EC:u;2f!  
E"/r*C+T  
tCF,KP?  
应用示例详细内容 XCo3pB Wq~  
oe4r_EkYwW  
仿真&结果 B$\,l.hE  
Q>%{Dn\?  
1. VirtualLab中SLM的仿真 G`D~OI  
T4c]VWtD  
 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)。 ;ndwVZ~,  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 q{c/TRp7  
 为优化计算加入一个旋转平面 0#/NZ
O  
?=},%^  
mw!EDJ;'  
r
LKwuZ  
2. 参数：双凸球面透镜 a,/wqX  

2[V9`r8*  
I{8sLzA03S  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 *7JsmN?  
 由于对称形状，前后焦距一致。 j,Vir"-)  
 参数是对应波长532nm。 xQ]^wT.Q  
 透镜材料N-BK7。 SK]"JSY`  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 p]]*H2UD  
lQ{o[axT
 
1y{@fg~..  
\* /R6svz  
&*\-4)Tf  
bCSgdK  
3. 结果：双凸球面透镜 aCZ7G %Y  
(p1}i::Y8  
!l7D1i~  
 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。 NDo>"in  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .Bs~FIe^  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 D=!T,p=  
.S6u{
B  
A.|98*U%  
^}{`bw{  
~USU\dni  
4. 参数：优化球面透镜 uO{'eT~  
I
7-6|J@#^  
*ak"}s  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 P.>5`^  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 G,-x+e"  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 0{k*SCN#  
 透镜材料同样为N-BK7。 7,!$lT#  
92"
;?Xk  
Mv1V Vk  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 RHj<t");  
RLE6=#4  
R]xXG0  
{sR|W:fS$  
5. 结果：优化的球面透镜 x#hGJT  
An2Wj  
0XLoGQ=  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 )2
Dm{T  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 {{+woL'C  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 T/YvCbo  
(q+EP(Q  
UPr8Q^wm  
PpWn+''M  
6. 参数：非球面透镜 +}Q@
{@5w  
vbMt}bM(GD  
t)n}S;iD  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 7zWr5U.  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Ed ,O>(  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 rD*CLqK  
=e!o  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003  dl;  
qs 0'}>  
!Bqmw  
;qwNM~  
<`Q*I Y  
7. 结果：非球面透镜 >6\rhx>  
cd-;?/  
/2jw]ekQ'  
 生成期望的高帽光束形状。 <}z,!w8  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 KU5|~1t 4  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 l99{eD  
z&W5@6")`  
mq!_/3  
xZ.c@u6:  
5IfyD ]<  
8. 总结 ]$xN`O4W{  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 pU)g93  
r[votdFo  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 xJ[Xmre  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ztG!NZL  
o9 g0fC  
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。 r-]HmY x  
*E1v  
扩展阅读 rZSX fgfr  
ye^l~  
扩展阅读 mO~A}/je  
 开始视频 25-5X3(>j=  
-     光路图介绍 A"W}l)+X  
 该应用示例相关文件： 0//B+.#  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 0*umf.R  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 X GhV? tA