[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) :HW\awv  
应用示例简述 On*pI37(\  
1. 系统细节 $z48~nu@j  
 光源 _6!@>`u~  
— 高斯激光束 w8iXuRv  
 组件 t$zeBOI)  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 #Bo3:B8  
— 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 r~q3nIe/,  
 探测器 2PTAIm Rq  
— 视觉感知的仿真 ##r9/`A  
— 高帽，转换效率，信噪比 6haw\ *  
 建模/设计 VV$4NV&`Q  
— 场追迹： zz**HwRt  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 lv!8)GX|  
7
,7-E&d  
2. 系统说明 |9Pi*)E  
(\$=de>?  
)kk10AZV-E  
)1, U~+JFU  
3. 建模&设计结果 qLWM,[Og  
GJTakhj3  
不同真实傅里叶透镜的结果： Gr8%%]1!0  
CAa&,ZR  
5`\"UC7?%  
"[ #.  
4. 总结 KEfwsNSc%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 o*sss  
u?7^+z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =)YDjd_=z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ;FnU[Q`M#L  
J?"v;.K|hU  
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。 9!?Ywc>0#  
K3xt,g  
应用示例详细内容 Jt(RF
*i  
u2 t=*<X  
系统参数 ^/ZNdwx  
-^ R?O  
1. 该应用实例的内容
76(/(v.x  
?<efKs
 
>J) 9&?  
?M BOd9  
y&L Lx[8^  
2. 仿真任务 XImX1GH  
V>(>wSR  
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。 SQ
T]'  
eZ8DW6l*  
3. 参数：准直输入光源 au#/Q  
/*e6('9s  
LbUH`0:%t  
g&r3;  
4. 参数：SLM透射函数 ;Iax \rQ  
9Ecc~'f  
+FH@|~^O  
5. 由理想系统到实际系统 oS^g "hQ`\  
4 z^7T  
}6"l`$=Ev  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。  N<~LgH  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 1Vx>\A  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 _sAcvKH  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 \ 0/m$V.  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 s1bb2R  
:"'*1S*  
cJ#n<Rsz  
&mkL4jXG  
*FFD G_YG?  
应用示例详细内容 :%<'('S|  
"#P#;]\`  
仿真&结果 0-:dzf  
?tkl cYB  
1. VirtualLab中SLM的仿真 [&sabM`Ul  
H"c2kno9  
 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)。 M^
{=&  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Uc9hv?  
 为优化计算加入一个旋转平面 C6A!JegU  
YBL.R;^v  
U>0bgL  
v >cPr(  
2. 参数：双凸球面透镜 !NMiWG4R  
K0|:+s@u  
@$1jp4c   
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ^t?vv;@}  
 由于对称形状，前后焦距一致。 gI00@p:m  
 参数是对应波长532nm。 q;.LK8M  
 透镜材料N-BK7。 Mtc-  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 5[]Yxl  
lE$(*1H  
CYYo+5x  
NInZ~4:  
p\Fxt1Y@X  
ee{K5G  
3. 结果：双凸球面透镜 Z|xgZG{  
C=t9P#g*.  
=1\mLI}@  
 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。 8x-(7[#e<g  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ,I
H~  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 +1^L35\@  
F{Oaxn  
HM
hdK  
|>b;M,`OO  
wli H3vA_  
4. 参数：优化球面透镜  |CAMd
U  
/vpwpVHIpG  
6!H,(Z]j  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 +v/-qyA  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 pJIJ"o'>.9  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 LTuT"}dT[  
 透镜材料同样为N-BK7。 m#<Jr:-  
_k#GjAPM  
N~P1^x~  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 T.W^L'L`  
~=9S AJr]  
`6(Zc"/ \m  
Rh%@N.Z*  
5. 结果：优化的球面透镜 ^fE8|/]nG9  
iNilk!d6Q3  
.)<l69ZD Z  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 7rG+)kHG  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 *JAC+<~d  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 '(-H#D.oy'  
R ^ZOcONd-  
Mkr &30il[  
g
_rk_4]  
6. 参数：非球面透镜 G8'  
/x<uv_"  
'uF-}_ |  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 *S?'[PS]1  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 \-sW>LIA  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 yCuLo`  
G cB<i  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 DXQ]b)y+N  
y9k'jEZ"oh  
Wiw~oXo  
lMcO2006L  
4q.yp0E  
7. 结果：非球面透镜 +VL:O]`DJ  
y`z4S,  
FL4BdJ\  
 生成期望的高帽光束形状。 Ai)>ot  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 wd3OuDrU  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ,3!TyQ\m'  
nw#AKtd@x  
9_8\xLk  
Q pIec\a+  
=uEpeL~d;+  
8. 总结 ryqu2>(   
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 YW
"uC\kg|  
?zfm"o  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 <"}t\pT]  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ju
07gzz  
[WV&Y,E  
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。 ]68FGH  
PjXiYc&  
扩展阅读  P1)87P  
O*Y?: t  
扩展阅读

\<dg  
 开始视频 j<`3xd'  
-     光路图介绍 CD5% iFy  
 该应用示例相关文件： EPR85[k  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 947;6a%$  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 BoOuN94