[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) x}24?mP  
应用示例简述 )x $Vy=  
1. 系统细节 .Zm }  
 光源 Xm+3`$<  
— 高斯激光束 <GlV!y  
 组件 X'p%$HsMG  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 M0\[hps~X  
— 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 "TCbO`mg  
 探测器 U9%nku4  
— 视觉感知的仿真 %zVv3p:  
— 高帽，转换效率，信噪比 >}tG^)os  
 建模/设计 ImW~J
y  
— 场追迹： D*b|(Oi  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 a,\u|T:g  
%Q01EjRes  
2. 系统说明 JG$J,!.\  
KPrxw }P  
l$@lk?dc  
T0C'$1T  
3. 建模&设计结果 uvd>  

p{GDW_  
不同真实傅里叶透镜的结果： U}TQXYAg  
NV~i4R*#  
7guxkN#  
}e|]G,NZO  
4. 总结 |bUmkw  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 qa#F}aGd  
wN.Jyb  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 yQ2[[[@k@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Qk?Jy<Ra  
:RG6gvz  
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。 nQMN2jM  
_3JTHf<+  
应用示例详细内容 EPf
VS  
oDK\v8w-  
系统参数 I#%-A  
n\,W:G9AR7  
1. 该应用实例的内容 `_kRvpi  
Q4 S8NqE  
-': tpJk  
*2hzReM  
4\iQ%fb  
2. 仿真任务 o^J&c_U\3'  
kv2:rmv  
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。 o$;x[US  
".=EAXVU  
3. 参数：准直输入光源 <ZEll[0L  
1NJ|%+I  
21Opx~T3  
&-tf/qJ  
4. 参数：SLM透射函数 gE#,QOy  
K>~l6  
YTA&G  
5. 由理想系统到实际系统 uLht;-`{n  

Nq3P?I(<  
\v_(*  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ~CscctD{;  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 kdq55zTc<6  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Fh;(1X75I  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ;E_{Zji_e  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 N\$6R-L  
R8)"M(u=l  
^~$ o-IX  
Qw+">  
&,xM;8b  
应用示例详细内容 ^TGHWCK!t  
?*0kQo'  
仿真&结果 Zx{'S3W  
fAi113q!  
1. VirtualLab中SLM的仿真 *bK@A2`  
Q)/q h;Ru  
 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)。 QO%K`}Q}  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 .N2Yxty8>  
 为优化计算加入一个旋转平面 mBF?+/l  
|iI`p-L9  
TMrmyvv  
@AFLFX]  
2. 参数：双凸球面透镜 Z^'; xn  
9"e!0Q40  
jEadVM9  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 hkY E7  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ,??|R`S  
 参数是对应波长532nm。 @\a- =  
 透镜材料N-BK7。 `:&{/|uP7  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q\Eq(2p  
j(rFORT  
bPEAG=l"-  
j!l(ReGb  
&2DW  
U+z&jdnhDR  
3. 结果：双凸球面透镜
nHX@  
+
q;^8d>  
BeRn9[  
 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。 )Z#7%,o  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 0;9LIL5  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 AMr9rBd  
GUxhCoxb  
K(?7E6\vO  
NNT9\JRv_  
z{ 8!3>:E  
4. 参数：优化球面透镜 Ni`qU(I'|  
`'/8ifKz  
9"rATgN1  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 n1ICW 9  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 1/ a,7Hl  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Gs%kqD{=  
 透镜材料同样为N-BK7。 0bor/FU-d  
nsPM`dz/  
JGtd
bD?Fw  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 u=4Rn  
GZ1>]HB>r^  
TS;MGi0`}  
>\e11OU0Gy  
5. 结果：优化的球面透镜 |G1U$p  
5Z@Q^  
8L#sg^1V  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 SF6n06UZu  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 !`u)&.t
7  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ,T]okN5uI  
Vrnx#j-U  
(b(iL\B$D=  
UwLa9Dn^  
6. 参数：非球面透镜 ?h{&  
<
X: 9y  
i}!CY@sW  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 vm(% u!_P  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 milU,!7J  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 .e6:/x~p*  
]'"$qm:  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mGIS[_dcs  
Zffzyh  
H*Yyo?  
EfOJ%Xr[,l  
n@*NQ`(_  
7. 结果：非球面透镜 3h4>edM  
`8L7pbS%,Q  
H]SnM'Y  
 生成期望的高帽光束形状。 L"IdD5`7T  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 z=!xN5  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 NK#f Gz*,(  
\=.i
M?T  
!a  /  
[g<JP~4]  
smSUo/  
8. 总结 wL:3RZB  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 P?>p+dM  
(mv8_~F0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 GSypdEBj+w  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 U:_&aY_  
A;h~Fx6s  
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。 SA'  zy45  
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