[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) ]3ifdGk  
应用示例简述 ?iv=53<c#  
1. 系统细节 /ylc*3e'4  
 光源 ?'eq",c#4N  
— 高斯激光束 2/B)O)#ls  
 组件 gzf-)J  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 CE ~@}`  
— 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 G>w+#{(  
 探测器 T_LLJ
}6M  
— 视觉感知的仿真 +BL{@,zr  
— 高帽，转换效率，信噪比 eh(<m8I  
 建模/设计 $shp(T,q  
— 场追迹： | kXm}K  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 )&,{?$.  
_Zc4=c,K  
2. 系统说明 6ZOy&fd,Ty  
xq[Yg15d%  
D."=k{r.  
~Y7dH Dn  
3. 建模&设计结果 })Yv9],6  
rjk( X|R*  
不同真实傅里叶透镜的结果： [=uI
b._Wv  
*jITOR!uF`  
Y3Oz'%B  
`s"d]/85VW  
4. 总结 pf&ag#nr  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 p?# pT}1  
hH>``gK  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 HC*?DJ,  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 C&<~f#lB  
)d`mvZBn1  
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。 !<<AzLVL  
)C~9E 5E  
应用示例详细内容 !wE}(0BTx  
V
'.a)6  
系统参数 * F4UAQzYb  

!%)]56(  
1. 该应用实例的内容 ;11x"S  
56}X/u  
Vzg=@A#  
{tiKH=&J  
@'6"7g  
2. 仿真任务 O;uG?.\  
lDU_YEQ>  
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。 WsGths+[  
&,:h)  
3. 参数：准直输入光源 F@YKFk+a  
E4z)Mr#  
Fc6iQ  
3=mr "&]r:  
4. 参数：SLM透射函数 v,@F|c?_S  
kz}R[7  
7[pBUDA  
5. 由理想系统到实际系统 ;C.S3}  
YJeyIYCs<  
d+eZub94U  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 6gL-OJNo  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 4rg2y]  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 hX:"QXx  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 }<a^</s  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 tq1CwzRX  
;&b.T}Nf06  
cVnJ^*Z  
Z<?OwAWz  
Ifc]K?  
应用示例详细内容 *ISZlR\#  
q*7<)VwI  
仿真&结果 M5357Q  
mHc>"^R  
1. VirtualLab中SLM的仿真 , t5 '  
Yr.sm!xA  
 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)。 Qn@Pd*DR  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 MK#wut  
 为优化计算加入一个旋转平面 46@{5)Tq  
Mj#-j/{x{5  
i:]*P  
r0;:t  
2. 参数：双凸球面透镜 @gC=$A#  
\JEXX4%  
}@ Z56  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 t_^X$pL  
 由于对称形状，前后焦距一致。 aT!'}GjL  
 参数是对应波长532nm。 OJ
|
r6  
 透镜材料N-BK7。 x+8_4>,>Y7  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 H %JaZ?(  
^&@w$  
?'86d_8  
K_)eWf0a  
l/TjQ*
 
U4f5xUY0)  
3. 结果：双凸球面透镜 TxjYrzC  
a7zcIwk '{  
!U9|x\BqJ2  
 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。 B~]5$-  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 kft#R#m  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 @AHm!9?o  
Unj.f>U  
0R{dNyh{  
)'17r82a  
dI&!e#Y  
4. 参数：优化球面透镜 "Ve.cP,7(  
5pr"d@.  
J;_}lF9d@  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 m8'C_U^89  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 UcBe'r}G  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 aRG2@5  
 透镜材料同样为N-BK7。 xh7cVE[UM  
t@u7RL*n:<  
fVb-$  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 x~xa6  
BdlVabQyKW  
+fvaUV_-  
l^ZI* z7N  
5. 结果：优化的球面透镜 W;bu2ym&Q  
Eskb9^A  
M@ed>.  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 -~?J+o+Pr"  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 hxCvk/7sT  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 y_\p=0t8  
?A(QyaKz  
a=M\MZK>  
'F>'(XWWQ  
6. 参数：非球面透镜 W
VVJ  
Y3Vlp/"rB"  
iw*Nq,(  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 UnI48Y  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 nX$XL=6mJ&  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ,9WBTH8  
!9Aaj<yxm  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .e=C{  
9Xx's%U  
!\&;h  
h/~n\0
,J/  
\[Z?&  
7. 结果：非球面透镜 gy&[?m6M=  
z dO#0tN  
Eb=}FuV  
 生成期望的高帽光束形状。 LX^u_Iu   
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ]`Oo%$Ue  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 2WU@*%sk"  
/_`lz^  
jBegh9KHq  
R {-5Etv  
zN  [2YJ$  
8. 总结 m!<\WN6g  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 cJ54s}  
lP<:tR~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。 NH+(?TN  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 y~)1 1]'>  
*zr(Zv  
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^3N[l
D{  
K_dOq68_  
扩展阅读 qh`t-  
5}`_x+$%(`  
扩展阅读 \hB5@e4i2  
 开始视频 TY1I=8  
-     光路图介绍 jYe'V#5S#  
 该应用示例相关文件： mauI42  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ~R(%D-k  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 eopD5