[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) .I$}KE)  
应用示例简述 )R{UXk3q}  
1. 系统细节 GJ'spgz  
 光源 xn}BB}s{t  
— 高斯激光束 v
uz4qCQ  
 组件 /,|CrNwY*  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 !p 8psi0  
— 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 `"k9wC1  
 探测器 \Btk;ivg  
— 视觉感知的仿真 6Gn4aso
A  
— 高帽，转换效率，信噪比 /-0' Qa+*  
 建模/设计 Y@F  
— 场追迹： N<z`yV  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 e<gx~N9l'  
6ew "fCrH!  
2. 系统说明 u@FsLHn  
6xgv:,  
+~2rW8  
$M"0BZQ?y!  
3. 建模&设计结果 -+U/Lrt>8  
(*l2('e#@  
不同真实傅里叶透镜的结果： <8(?7QI  
=?0QqCjK)  
,=[*Lo>O  
i~qfGl p6)  
4. 总结 #-u [$TA  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 UCqs}U8  
<R1X\s.  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Qs+k)e,  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |k-
XBp  
E1>/R  
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。 F!KV\?eM$  
w.kCBDL  
应用示例详细内容 OKwOugi0  
XKLF8~y8A  
系统参数 ?p8k{N(1  
I>w^2(y  
1. 该应用实例的内容 iH)Nk^  
7$b?m6fmK  
)@:l^$x  
$T dC/#7  
4u:0n>nJ1  
2. 仿真任务 "zV']A>4H  
V;9 }7mw  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 )}X5u%woV  
'm1.X-$V  
3. 参数：准直输入光源 )bWrd$X  
QdDtvJLf  
MguL$W&l  
{tzxA_  
4. 参数：SLM透射函数 A'eAu  
<]#o*_aFP  

dl/X."iv!  
5. 由理想系统到实际系统 3;BvnD7  
?e
i%RWo  
P79R~m`  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 }bfn_ G  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 8j\d~Lw=  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ZzL@[g  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 WV_`1hZX  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Lbq_~   
$j`<SxJ>  
)W9_qmYd"  
-^fzsBL.  
d/B*  
应用示例详细内容 tyXl}$)y  
B82,.?  
仿真&结果 }GRMZh_8  
utd:&q|}  
1. VirtualLab中SLM的仿真 w4OW4J#  
W'G{K\(/  
 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)。 ]GS~i+=M  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 <$C<Ba?;?  
 为优化计算加入一个旋转平面 .;%q/hP  
8?Wgawx  
IgA.%}II}  
2 zl~>3S  
2. 参数：双凸球面透镜 %AgA -pBp  
9UmBm#"  
;vUxO<cKFq  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 z+6QZQk  
 由于对称形状，前后焦距一致。 5vGioO  
 参数是对应波长532nm。 =L16hDk o  
 透镜材料N-BK7。 foyB{6q8  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 A5+
5J_)*  
DrFur(=T  
FAd``9kRT  
Gy^FrF  
qp1\I$Y  
>e_%M50  
3. 结果：双凸球面透镜 0:PSt_33F  
SauHFl8?  
x,-S1[#X;  
 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。 ^hysCc  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Ge~,[If+  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 B<C&ay  
GMTor  
c'~[!,[b<  
RK;;b~  

wzxdVn 'S  
4. 参数：优化球面透镜 ?+Hp?i$1  
@4@PuWI0-  
To^# 0  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Y'&8L'2Z[  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 `;}H%  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 6mAB
(X^+  
 透镜材料同样为N-BK7。 a G@nErdW  
Y^X:vI  
>Pyc[_j  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 bu&;-Ynb
 
*78)2)=~  
bm^X!i5  
w=5
  
5. 结果：优化的球面透镜 ,y%ziay  
\"J?@  
"]w!`^'_  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 \{:%v#ZZ  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 UIz:=DJ  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 U~CdU  
{Evcc+Eq  
y]<#%Fh  
J2'W =r_#  
6. 参数：非球面透镜 htV#5SUx&  
x!`b'U\  
sK`<
kbj  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 2Gm-\o&Td"  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 [
u7 vY@  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 **.:)  
z'T=]- D  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003
(Hl8U  
8H7O/n  
/MhS=gVxM  
Rnzqw,q  
%N>\:85?  
7. 结果：非球面透镜 )tScc*=8  
!e&rVoA  
rAM*\=  
 生成期望的高帽光束形状。 Ny.*G@&  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 & &6*ez  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ^l--zzO8l  
epn#qeX  
IX"ZS  
(1rJFl!  
5GaoJ v  
8. 总结 Zd8drT'@#  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ob)Q,;8R  
;*W=c  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 I88Zrhw  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 hHCzj*5  
\Bt=bu>Z  
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!@|6=]iG  
.N/GfR`0/<  
扩展阅读 ax4*xxU  
sfyBw  
扩展阅读 xLe =d|6  
 开始视频 |3S'8OeCI  
-     光路图介绍 \{[D|_   
 该应用示例相关文件： #fwzFS \XL  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ~
B<97x(X  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 `'*F1F