[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) j'"J%e]  
应用示例简述 HY:o+ciH'  
1. 系统细节 w+u3*/Zf  
 光源 ,R* ]>'  
— 高斯激光束 1K50Z.
o&@  
 组件 56kI 5:  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 S3Xl  
— 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 ],Do6 @M-  
 探测器 Cjlk  
— 视觉感知的仿真 Z o(rTCZX  
— 高帽，转换效率，信噪比 v;D~Pa  
 建模/设计 @Z:l62l=bE  
— 场追迹： @Qt{jI!  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ')<hON44EX  
PIS2Ed]  
2. 系统说明 K_Eux rPn  
*#+An<iT ;  
*_\_'@1|J)  
{8bSB.?R  
3. 建模&设计结果 _ZSR.w}j/  
"b3"TPfK  
不同真实傅里叶透镜的结果： )R1<N  
\bvfEP  
|[b{)s?x  
5vnrA'BhBU  
4. 总结 p947w,1![  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )|#sfHv7  
LG#t<5y~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 #5o(h+w)  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 bq0zxg%  
f x+/C8GK  
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]W  
3eQ&F~S  
应用示例详细内容 @_}P-h  
mrtb*7`$  
系统参数 NyNXP_8  
p9{mS7R9T  
1. 该应用实例的内容 <x>Mo   
WOL:IZX%  
qF;|bF  
Se =`N  
Zp=U W*g^  
2. 仿真任务 3AN/ H  
j/?kL{B  
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。 g{&ui.ml&  
PALc;"]O  
3. 参数：准直输入光源 GC}==^1  
uJ v-4H  
&6nWzF  
T1=fNF  
4. 参数：SLM透射函数 ?m"( Soh  
sD#.Oq4&]y  
/h|#J  
5. 由理想系统到实际系统 ]Er$*7f  
-PR N:'T  
~2-1 j  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 nZYBE030  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 </*6wpN  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 F0@gSurg)  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 &gx%b*;`L0  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 {9q4)R}G  
Lt>IX")  
YT(AUS5n  
-6B4sZpzD  
8FY?!C  
应用示例详细内容 %n9aaoD  
hkQ"OsU  
仿真&结果 &^Q/,H~S  
$1`2kM5  
1. VirtualLab中SLM的仿真 '/s)%bc  
1yu4emye4  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 g]0_5?i  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 o&$A]ph8X  
 为优化计算加入一个旋转平面 }-=|^  
=B@2#W#  
}&D32\  
#AQV(;r7@  
2. 参数：双凸球面透镜 Ds:'Lb  
oNF6<A(@$  
Ig>(m49d  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 }*]-jWt1J\  
 由于对称形状，前后焦距一致。 1iF1GkLEq  
 参数是对应波长532nm。 ~Z'?LV<t  
 透镜材料N-BK7。 )+9Uoe~6  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 h@ryy\9  
P5ywhw-  
'^UI,"Ti  
|&i<bqLw:  
 t"oeQ*d%  
.%  
3. 结果：双凸球面透镜 kE1TP]|  
I%KYtv~`  
j1T#yt J  
 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。 m ~$v;?i  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 aK^q_ghh[  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 j?4qO]_Wx+  
X#
^[<5  
x
7 ,5  
p9-K_dw3X@  
nAlQ7'  
4. 参数：优化球面透镜 +v:SM9  
-aCKRN8
5  
[(7S.5I  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 FGq[\B  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 .HABNPNg(  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 7
s^'d,P  
 透镜材料同样为N-BK7。 U|R_OLWAg  
KF:78C  
~*];pV]A[  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 BnF^u5kv%  
Nu)NqFG,  
X|]AT9W  
(KZ{^X?a  
5. 结果：优化的球面透镜 _7_Y={4=`  
1T n}
 
5wU]!bxr  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 M/`lM$98:  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Z6MO^_m2  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 J\=*#*rJ1  
5'u<iSmBo  
]u/sphPe  
)MT}+ai  
6. 参数：非球面透镜 jq0O22 -R  
}3WxZv]I}  
Ar#(psU  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 +G>\-tjSD  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 @d1Q"9}B  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 KLk~Y0$:v  
+D*Z_Yh6  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4Ftu  
42ge3>  
.O<obq~;C  
:NTO03F7v  
t4-[Z$n5  
7. 结果：非球面透镜 !C.4<?*|  
}"%N4(Kd  
EU Fa5C:  
 生成期望的高帽光束形状。 XW92gI<O  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 @BMx!r5kn  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 gbD KE{  
vtJJ#8a]  
"_?nN"A7  
`){.+S(5C  
,|/f`Pl  
8. 总结 YtLt*Ig%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 S$-7SEkO+  

<9b&<K:  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 */S_Icf  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [{/jI\?v  
)0k53-h&  
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。 )D%~`,#pQ  
|u p  
扩展阅读 I)HPO,7  
%A0/1{(  
扩展阅读 ;-Aa|aT!  
 开始视频  e]$s t?  
-     光路图介绍 >=w)x,0yX  
 该应用示例相关文件： fI|$K)K  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 .x&%HA  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 K)iF>y|{*q