[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) (Ox&B+\v+v  
应用示例简述 xva e^gr  
1. 系统细节 .F@Lx45  
 光源 Jy}~ZY  
— 高斯激光束 $#n9C79Z@  
 组件 !4+Die X  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 "Ua-7Q&A  
— 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 xa'U_]m  
 探测器 vzfMME17  
— 视觉感知的仿真 g)Hsd0  
— 高帽，转换效率，信噪比 N`I
XSE  
 建模/设计 q['D?)sy  
— 场追迹： /q>ExXsEC  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 AKjobA#  
nkPlfH  
2. 系统说明 9*FA=E  
E<-W & a}  
#y#TEw,  
=/a`X[9vI  
3. 建模&设计结果 5|eX@?QF58  
3 $%#n*  
不同真实傅里叶透镜的结果： ^,=}'H]  
.{ILeG  
~.^:?yCA  
3O*
iv{-&  
4. 总结 bQI
:N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ;sYDs71y  
'MYKAnZ-i  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 |7,$.MK-@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 XN t` 4$L  
-eV*I>G  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 <!G /&T  
mB0`>?#i  
应用示例详细内容 rN#9p+t$  
c%,ky$'18  
系统参数 NMw5ixl  
sV5k@1Y  
1. 该应用实例的内容 KQ9w>!N[  
dbEXlm  
UK^w;w2F  
_Fj\0S"  
xv$fw>  
2. 仿真任务 7ZAxhFC  
-6_<]  
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。 %jj-\Gz!  
xG edY*[`  
3. 参数：准直输入光源 ;9)nG,P3  
&,p6lbP  
YSB> WBS-<  
V+>RF  
4. 参数：SLM透射函数 0# 1~'e  
)2W7>
PY  
_]'kw [  
5. 由理想系统到实际系统 D.7cWR`Wp  
I31Nu{  
}3Ke  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 J Z@sk2  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 `3[
W~Cq  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 h-Ks:pcR  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ueW/i  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 TGG=9a]m  
?en-_'}~a  
?^-fivzS>  
2XBHo (  
dwvc;f-  
应用示例详细内容 8KR17i1  
>W/mRv&  
仿真&结果 "\9beK:l  
9P <1/W!  
1. VirtualLab中SLM的仿真 'dQGb-<_<  
yoq-H+<  
 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)。 AxJqLSfyb,  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ~Odclrs  
 为优化计算加入一个旋转平面 hP[/xe  
2" v{  
{Ho_U&<  
tQxAZ0B^  
2. 参数：双凸球面透镜 SJ8 ~:"\P  
buKkm$@w  
z:O:g?A  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 c0jTQMe4yl  
 由于对称形状，前后焦距一致。 I)3LJK  
 参数是对应波长532nm。 fWg3gRI  
 透镜材料N-BK7。 XI ><;#  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 .Q</0*sp  
%AT/g&M&1#  
HuA4eJ(2  
@1k-h;`,  
7we='L&R  
8*VQw?{Uee  
3. 结果：双凸球面透镜 N^[MeG,8  
44^jE{,9  
qMO(j%N
5  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 bWCtRli}  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 *&_(kq z'1  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 7|ACJv6%9  
*m&'
6qsS  
'|%\QWuZ  
U; #v-'Z  
L`w_Q2{sv  
4. 参数：优化球面透镜 l~1l~Gx_&n  
Fv^>^txh  
.q 4FGPWz  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 uXGAcUx(  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 T%PUV \LV  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ncR
]@8  
 透镜材料同样为N-BK7。 C2hB7?UGN  
eY:jVYG(  
1NN#-U  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 oSR;Im<2  
z
b!RfQ,  
,}^;q58  
( ~>-6Nb 5  
5. 结果：优化的球面透镜 cGg~+R2P  
+=kz".$  
ZoqE,ucH  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 .g_Kab3?L  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Wjd_|Kui  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 wX@g>(  
%x^U3"7  
YO.+06X  
$C{-gx+:  
6. 参数：非球面透镜 |)ALJJ=+  
f Lns^  
Uo:=-NNI  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 f F9=zrW  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 l8DZ2cw]  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 NF*Z<$'%  
Lnltt86  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Jj+Hj[(@  
|s !7U  
Pfg.'Bl  
)f`oCXh  
> a8'MK  
7. 结果：非球面透镜 l.SoiFDd  
Q,>]f@m  
?$H=n{iW  
 生成期望的高帽光束形状。 HAcC& s8  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 @$|bMH*1:  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 f5t/=/6>F  
>s;dooZ  
Ij7[2V]c  
HUGhz  
vSJ# }&  
8. 总结 vq5o?$:-  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 :T/I%|;f  
kfs[*ku  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 )#025>$z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,D{D QJ(B  
pb|,rLNZ  
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。 ^" UZ.@sq'  
lD1m<AC