[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) wYcz\uV  
应用示例简述 wEHrer  
1. 系统细节 D0E"YEo\nv  
 光源 1l`s1C  
— 高斯激光束 ~jRk10T(B  
 组件 .KwuhmR  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 #&`WMLl+8  
— 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 AN:RY/ %Wo  
 探测器 Q\/":ISq1  
— 视觉感知的仿真 &L~31Ayj&  
— 高帽，转换效率，信噪比 'i h  
 建模/设计 >!v,`O1  
— 场追迹： @)juP- o%  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 HTtGpTsF  
by:xD25  
2. 系统说明 /x8C70W^  
@!O&b%8X%  
C[<\ufclD  
m 
'H  
3. 建模&设计结果 id[>!fQ=Y  
@vYN7  
不同真实傅里叶透镜的结果： p7=^m>Z6  
B| 0s4E  
$>rfAs!  
H7XxME  
4. 总结 &+w!'LSaD  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 *d,n2a#n5  
U%PMV?L{  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 8wx#,Xa  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -Fw4;&>  
g2b4 ia!L  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 n
Ka;FaJ  
kc(b;EA  
应用示例详细内容 .2S
IU4[P  
]H9HO2wGQ  
系统参数 g:e8i~  
N+@@EOmH  
1. 该应用实例的内容 <x;[ H%  
YU\t+/b  
_2n/vF;I+_  
GC#95  
Ko1?jPE  
2. 仿真任务 :tDGNz*zG  
/s0VyUV=  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 q\pc2Lh?^  
:V1ZeNw  
3. 参数：准直输入光源 x)sDf!d4bi  
*x`l1o  
!I+u/f?TO7  
p{#7\+}  
4. 参数：SLM透射函数 {]m e?I  
V@xnz)^t  
4a-F4j'  
5. 由理想系统到实际系统 s#Y7*?Sm  
Uz8C!L ">C  
GKDG5u;  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 xMGd'l
?  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 7Qztc?XK  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 v__Go kj-  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 R =c  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 X OtS+p  
rTiuQdvo  
0<Y&2<v  
'eXw`kw(  
MZF ;k$R  
应用示例详细内容 ?\$/#zak  
2Yf;b9-k  
仿真&结果 ;+Kewi;<  
"_}D{ws1  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Ah
Z  
(Q}ijwj  
 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)。 (NV=YX?s  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ~$obcW1  
 为优化计算加入一个旋转平面 PvCE}bY{}  
sbhEZ#7#  
TZ]Gl4@  
qq{N; C  
2. 参数：双凸球面透镜 |#kf.kN  
]h8V{%H  
HpC4$JMm  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 'bO? =+c  
 由于对称形状，前后焦距一致。 J4^cd  
 参数是对应波长532nm。 
4T^WRS  
 透镜材料N-BK7。 laJ%fBWmbi  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 AlhiF\+ C  
wi >ta  
};sm8P
{M  
PiQs><FK8  
_$lQK{@rY  
3c6)  
3. 结果：双凸球面透镜 W5;sps  
)ciHY6  
_n g
MC]-T  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 ?P]md9$(+e  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 5!%/j,?  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ^}L$[P  
A1;t60z+q>  
e.H"!X!0#H  
bV,R*C  
S5!2%-;<k  
4. 参数：优化球面透镜 |Ay#0uQ5Y  
Yl=  |P`  
d(XWt;KK  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 n|6yz[N  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 n-_w0Y  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 $!@f{9+
 
 透镜材料同样为N-BK7。 (*]Y<ve  
n]!H,Q1,T  
K-5)Y+| >  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 JN!YRcj  
^j7pF.j  
8uiQm;W  
nU)f]4q{Ec  
5. 结果：优化的球面透镜 EK^2 2vi$  
Az[z} r4  
VxoMK7'O=/  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 h,g~J-x`|  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 bcfOpA  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 k,& QcYw  
Af~AE2b3"  
-9EbU7>!  
?`$4ZDM  
6. 参数：非球面透镜 tWuQKN`_  
CqV \:50g  
2]wh1)  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 {`> x"Y5  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 %94"e7Hy  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 G39t'^ZK*#  
QWEK;kUa@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %LyB~X  
J/Li{xp)Lg  
RB2u1]l  
f63q  
"+AD+D  
7. 结果：非球面透镜 "cx" d:  
+zvK/Fj2q  
s0SB!-Vjm  
 生成期望的高帽光束形状。 <:w7^m  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 rxA<\h,A  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 |Z;Av%%  
j#,O,\  
(TPD!=  
2
Xosj(H  
b,wO^07-3^  
8. 总结 7VraWW`H'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
_C?K;-v}  
gTT-7  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =0S7tNut  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -zt\weqA  
`{%*DHa  
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。 xUYSD  
+;T%7j"wz  
扩展阅读 /e}k7U,^  
X'Oo ogu  
扩展阅读 YA jk'  
 开始视频 Wo&i)S<i0F  
-     光路图介绍 eF9LZ"-s  
 该应用示例相关文件： lU?"\m  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 QnqX/vnR  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 9I9)5`d|Jn