[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) &[[Hfs2:-]  
应用示例简述 KWn.  
1. 系统细节 -8sB\E  
 光源 5Qxm\?0J
  
— 高斯激光束 'c$)}R I7  
 组件 P2 z~U  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 `m-7L  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 T{lK$j  
 探测器 X>eFGCz}I  
— 视觉感知的仿真 g`41d  
— 高帽，转换效率，信噪比  SB^xq  
 建模/设计 K^c%$n:}+  
— 场追迹： Q\z9\mMG-  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Y5
8et9gRO  
Ym9~/'%]  
2. 系统说明 f<Yg_TG  
nOU.=N v`  
Z:>ek>Op  
<p#+('N`  
3. 建模&设计结果 x,QXOh\a  
=m?x5G^  
不同真实傅里叶透镜的结果： %"AB\lL.  
N?c!uO|h|  
~L9I@(/S  
;x-]1xx_  
4. 总结 9@ :QBe3]  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 "E7YCZQR  
jR^_1bu  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 KH9D},  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 JQA]O/|N  
-~^sSLrbP  
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。 "Pzh#rYY~W  
qyR}|<F8*  
应用示例详细内容 1W{t?1[s  
LDj*~\vsq  
系统参数 nRheBy
Ym  
'E4}++\  
1. 该应用实例的内容 "IRF^1 p  
{w<"jw&2  
/(DnMHn\  
|) CfO4  
VB}^&{t)!  
2. 仿真任务 Lwkl*  
o|y1m7X  
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。 <!derr-K  
fmv,)UP  
3. 参数：准直输入光源 d,0Klew  
!OMl-:KUzE  
x]~&4fp  
0uJ??4N9  
4. 参数：SLM透射函数 Z^#u n  
Pk&sY'  
I"HA( +G  
5. 由理想系统到实际系统 F??gVa aj  
@$5=4HA  
[s~6,w

z  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 6K5mMu#4  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 wfQImCZ>l  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 &|fWtl;43  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 P$6Pe>3  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 WUGFo$xA  
aJ J63aJ  
oh,29Gg  
q
;QE(}.g  
z(1`Iy M  
应用示例详细内容 {ukQBu#}<  
!3 zN [@w,  
仿真&结果 _tpOVw4I  
tiF-lq  
1. VirtualLab中SLM的仿真 \/R $p  
)&93YrHgC  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 ;1q|SmF  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 S#S&_#$`,X  
 为优化计算加入一个旋转平面 a( SJ5t?-2  
-{NP3zy  
&A~hM[-  
O[F  
2. 参数：双凸球面透镜 W:O
p\  
M# cJ&+rP  
\W7pSV-U  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 %
#E$wz  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ^SW0+O  
 参数是对应波长532nm。 h8icF}m  
 透镜材料N-BK7。 'Ej+Jczzpp  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 eZ{Ce.lNR  
k\\e`=  
-!IeP]n#P  
iKG,"  
mEyIbMci  
_=HNcpDA;0  
3. 结果：双凸球面透镜 R]4 h)"  
ogJ *  
;Swy5z0=ro  
 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。 uj+{ tc  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 H/ar:j  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 +g_m|LF  
Op
:$7hv  
PCnu?e3F  
-@.FnFa  
&.P G2f*  
4. 参数：优化球面透镜 z-h?Q4;  
0KA@]!  
]U,m 1  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 b"w@am>&  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 |qpFR)l  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 D/+l$aBz  
 透镜材料同样为N-BK7。 f( <O~D  
K?>sP%m)  
co-1r/ -O  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 V,]Fh5f  
\=Od1i  
0bteI*L  
S84S/y  
5. 结果：优化的球面透镜 3!`_Q%  
eu'~(_2  
8y;gs1d;A  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 HQMug  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 3rX40>Cs8  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 f6 s .xQ  
nX8ulGGs  
>96+s)T%;  
,h<xY>  
6. 参数：非球面透镜 "bz]5c~  
4K*st8+bl-  
(S2E'L L{  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 `cP
ZsL  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 t :~,7  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 MHJRBn{}  
lv+: `  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 H3( @Q^9  
)>@%;\qV  
#Y'ewu;qJ  
i`=%
X{9  
tToP7q^  
7. 结果：非球面透镜 ZO>)GR2S  
<r m)c.  
$i1:--~2\  
 生成期望的高帽光束形状。 stiYC#bI:  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 $LiBJ~vV<  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Wl}J=  
KyBtt47\  
rPt   
N:~4>p44[  
dA<_`GFR  
8. 总结 $F NH:r<  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 59i2*<k  
x=kJlGT  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 5&xbGEP$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 O%w'nz"  
b1QHZY\g{  
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>@AE  
%evtIU<h  
扩展阅读 -)xl?IB%  
HDaeJk  
扩展阅读 trB-(B%5  
 开始视频 
./^8L(  
-     光路图介绍 pCC^Hxa  
 该应用示例相关文件： `?SC.KT  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 `I(ap{  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 q(A_k+NL