[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) 2*N_5&9mE  
应用示例简述 F29va  
1. 系统细节 ?gPKcjgoH!  
 光源  ;b`[&g  
— 高斯激光束 ^-rfvc  
 组件 \MK*by  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 F:D orE  
— 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 {5d9$v7k4  
 探测器 cuK,X!O  
— 视觉感知的仿真 Ndo a4L)$  
— 高帽，转换效率，信噪比 K{ \;2M  
 建模/设计 P%#*-zCCx  
— 场追迹： lj{VL}R  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 p
/2jh&  
GEEW?8  
2. 系统说明 -AhwI  
"dROb}szn  
=)E,8L  
&z]K
\-xp  
3. 建模&设计结果 =7m}yDs6$  
quvanxV-L  
不同真实傅里叶透镜的结果： @JvPx0  
;L|uIg;.s  
@q"m5  
WWL4`s  
4. 总结 70l
fb`  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 iA0q_( \X  
,R$u?c0>'&  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 RN)dS>$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7T"XPV|W6  
hXb%;GL  
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!')wIk  
}U SC1J  
应用示例详细内容 ^/5XZ} *  
dgDy5{_  
系统参数 $''9K  
? tfT8$
  
1. 该应用实例的内容 50 A^bbid  
XxDaz1  
\o\nr!=k  
=C
L} $_  
gPu2G/Y  
2. 仿真任务 S,U Pl}KF  
:QWq"cBem  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 `)qVF,Z}  
bsd
99-_(4  
3. 参数：准直输入光源 Y-'78BJk  
* ,v|y6  
VdP`a(Yd;  
5@hNnh16  
4. 参数：SLM透射函数 @Kf_z5tm:  
/m(=`aRt  
c*`>9mv  
5. 由理想系统到实际系统 []0mX70N  
Fb/XC:AD  
ZhNdB  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 7~ztwL  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Z_gC&7+  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 k'$!(*]\b  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 m=Q[\.Ra  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 N)S!7%ne  
*cTO7$\[  
D0mI09=GtQ  
,Rx{yf]k  
Y%|@R3[Nk  
应用示例详细内容 ;.wX@  
UZEI:k,dv  
仿真&结果 (_r
EAEo  
'!P"xBVAu  
1. VirtualLab中SLM的仿真 &TG5rUUg  
pG^}Xf2a  
 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)。 cECi')  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 n,~;x@=5  
 为优化计算加入一个旋转平面 .D4bqL  
:K?0e`  
PY3ps2^K.  
NZN-^ >  
2. 参数：双凸球面透镜 0t#g}  
F?m?UQS'u  
T@%m7|P  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 N~pIC2Woo  
 由于对称形状，前后焦距一致。 }X;U|]d  
 参数是对应波长532nm。 +%N KQ'49I  
 透镜材料N-BK7。 Y${l!+q  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Jti(b*~  
T\VNqs@  
?3Ij*}
_O2  
\n9A^v`F/  
Px5t,5xT8  
JaWv]@9*  
3. 结果：双凸球面透镜 7n)&FXK`  
A=Dhod  
)'Wb&A'  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 W9t"aZor  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 j<pw\k{i  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 JK#vkCkyM  
Sd IX-k.  
6zIgQ4Bp24  
1\dn1Hh  
6AN)vs}  
4. 参数：优化球面透镜 o2-@o= F  
^*R(!P^  
4z:#I;  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 rZ_>`}O2  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 oK+ WF  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 E?PGu!&u  
 透镜材料同样为N-BK7。 ql5x2n  
%HtuR2#ca  
`-B+JQmen  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 lEPAP|~uw  
[O-sVYB  
/T0nLp`gi  
{+("C] b  
5. 结果：优化的球面透镜 >+cVs:  
%'L;FPxB  
'ul\Q`N3  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 l{P\No  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 DE{h
5-g  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 0MIUI<;j  
%@ mGK8  
Jx-wO/  
TTI81:fku  
6. 参数：非球面透镜 0)uYizJce  
(L6Cy%KgV  
}0=<6\+:`  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 =Pe><k  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 h`MdKX$  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 icUT<@0  
~@I@}n  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 kpfwqHT  
,<ya@Fi{  
!)NidG  
m8R=?U~!S  
Sn3:x5H,l  
7. 结果：非球面透镜 J/D|4fC  
g?/XZ5$a5  
f1{z~i9@$  
 生成期望的高帽光束形状。 nl/UdgI  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Y'"N"$n'_  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 s<T?pH  
h.tY 'F  
5K56!*Y  
#]KgUc5B  
p5]_}I`+2  
8. 总结 eE:&qy^  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ,axDMMDI  
whc[@Tyx  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 k1
N$+h ;\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^nDal':
*  
(wt+`_6  
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。 -
rY 7)=  
hol<dB