[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) 4#Fz!Km  
应用示例简述 sSC yjS'T  
1. 系统细节 E{*~>#+  
 光源 EF?@f{YY$n  
— 高斯激光束 8#w}wGV*  
 组件 shwKB 5  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 H
Kk;oG  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 HPGi5rU  
 探测器 n;0bVVMV  
— 视觉感知的仿真 )IG
E2k|  
— 高帽，转换效率，信噪比 MmBM\Dnv  
 建模/设计 xGq,hCQHV  
— 场追迹： P"%i 4-S  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 WVp7H  
[{ak&{R,9{  
2. 系统说明 I#D{6%~  
fMn7E8.  
B1oy,'  
qh/q<  
3. 建模&设计结果 HPAd@5d(  
=~% B}T  
不同真实傅里叶透镜的结果： ;6I{7[  
>8~+[e  
m-lUgx7  
a3L]'E'*#  
4. 总结 "PBUyh-Z  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 93yJAao9  
nKJJ7'$'3  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 C26PQGo#$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \eE0Rnaf-  
ur
-&- 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。 1%|+yu1  
B&_62`  
应用示例详细内容 BYN<|=  
9)Y]05us  
系统参数 rp.S4;=Q9  
C:g2E[#  
1. 该应用实例的内容 ,ijgqEN  
z

PU& }7  
@6>R/]  
>~I~!i3  
pJx88LfR  
2. 仿真任务 lDNB0Ad  
*plsZ*Q8  
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。 lNQt  
$!Z6?+  
3. 参数：准直输入光源 o;mXk2  
-<a
~kVv  
="RDcf/  
4_J* 0=U  
4. 参数：SLM透射函数 L$h.VQv+  
oYnA 3  
b5 YE4h8%  
5. 由理想系统到实际系统 Nhn5 iN1*  
'i_od|19~h  
/] ce?PPC  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Qv,|*bf  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 =M)>w4-  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 +/7UM x1  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 `h(JD$w  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 `!DrB08A  
)H#Hs<)Qy  
_wKFT>  
?7
^H1L  
*@lNL=%R  
应用示例详细内容 w`,[w,t  
}8p;w T!  
仿真&结果 too=+'<N</  
-*k%'Gr  
1. VirtualLab中SLM的仿真 (1%u`#5n-N  
g4P059  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 ,2DKphh  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 U;:>vi3p  
 为优化计算加入一个旋转平面 _(3VzI'G  
/}r%DND'  
BKIAc6  
RS#)uC5/%  
2. 参数：双凸球面透镜 M5HKRLt  
ouK&H|'  
||cG/I&,  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 W
u<  
 由于对称形状，前后焦距一致。 BQmg$N,F  
 参数是对应波长532nm。 QS,IM>Nr  
 透镜材料N-BK7。 VjSb>k 
 
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 @3c
5"  
y'xB? >|  
3zp)!QJi  
Y<X%'Wd\  
li8l+5d q  
Am%zEt$c  
3. 结果：双凸球面透镜 K& <|94_k  
abuHu'73  
yJc<;Qx  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 _\>?.gg$  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 5Jd&3pO  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 R{\vOw:*  
[#$-kd~  
69ia #  
t=NPo+fm  
ooreforr  
4. 参数：优化球面透镜 s\1h=V)!H  
mQtGE[  
k/=J<?h0  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 1Z6<W~,1OM  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 v$s3f|Y  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 !>Db  
 透镜材料同样为N-BK7。 o*eU0  
)\l}i%L:  
fySzZ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _)O1v%]"4  
R5NDT4QYU  
_N$3c<dY'  
~dC)EG  
5. 结果：优化的球面透镜 IUAx*R  

,>V|%tD'  
AcyiP   
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 [94A?pn[z  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 }L>}_NV\  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 tm@&f  
m"<0sqD;  
3haYb`  
a&6 3[p.<}  
6. 参数：非球面透镜 O&V}T#8n  
3ox%1x NA  
|Nd!+zE$Z  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 *r@7:a5  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 B BbGq8p  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 0=#:x()e  
fPZt*A__  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 bdZ[`uMD  
[-_3Zr  
[5e}A&  
Hgu$)yhlj  
ST5L O#5  
7. 结果：非球面透镜 >0Y >T6!  
Z,)4(#b =  
t>N~PXr  
 生成期望的高帽光束形状。 .LhIB?  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 F{0Z  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 VdjS\VYe,  
Qn(2UO!pD  
bGOOC?[UX  
@X+m,u  
]W~\%`#8?  
8. 总结 0_q8t!<xJw  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 uf]SPG#/D  
H?*EQK`7?0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 QML
z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 FkY}6  
DDQ}&`s  
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。 Y<-h#_  
a$r- U_?  
扩展阅读 83K)j"!<X  
4l7TrCB  
扩展阅读 Z8E-(@`q5Q  
 开始视频 v/*}M&vo  
-     光路图介绍 45. -P  
 该应用示例相关文件： o}$uP5M8q  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 4&X D  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 +wc8rE6+W