[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) Jl Do_}  
应用示例简述 pP. _%5  
1. 系统细节 A6N6e\*  
 光源 3Vb4zZsl  
— 高斯激光束 `fu_){  
 组件 Gm=qn]c  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 rhJ&* 0M  
— 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 ^X
=Q{nB  
 探测器 R'Sd'pSDN  
— 视觉感知的仿真 IC`3%^  
— 高帽，转换效率，信噪比 CVj^{||eF  
 建模/设计 Dp@XAyiA[  
— 场追迹： Yh":>~k?SY  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 *c0H_8e  
vl"w,@V7  
2. 系统说明 >rSjP1-F  
lSj gN~:z  
@,vmX z  
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3. 建模&设计结果 '%N?r,x C  
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不同真实傅里叶透镜的结果： B VBn.ut  
zTz}H*U  
/x<g$!`X  
wu41Mz7  
4. 总结 7
+O)AU{  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 p~pD`'%  
[);oj<  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 D31X {dJ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 H|9t5   
#8$?# dT  
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。 ;Rrh$Ag  
jUe@xis<T  
应用示例详细内容 %b6$N_M{H1  
X\}l
" ]  
系统参数 b IDUa  
Ss3p6%V/  
1. 该应用实例的内容 &,X}M  
l=@ B 'a  
3]
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YagfCi ?  
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2. 仿真任务 q6zVu(  
^&zCPUH  
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。 t^s&1#iC  
b?H"/Mu.  
3. 参数：准直输入光源 dkQ4D2W*\  
<r%K i`u(p  
j3j?2#vR  

j\2Qe%d  
4. 参数：SLM透射函数 YIQD9  
]#tB[
G  
inP2y?j  
5. 由理想系统到实际系统 222 Y?3>@D  
b--=GY))F  
S
?J!.(  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ,OE&e*1  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 _~kw^!p>Kr  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ? SFBUX(p  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 1\}vU  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 x|H`%Z  
<Ap_#  
q_MN  
qmS9*me {  
o`T.Zaik,  
应用示例详细内容 s~M4.06P  
Jo?LPR \6  
仿真&结果 727#7Bo  
1d^~KBfv  
1. VirtualLab中SLM的仿真 W .a>K$  
^y<^hKjV  
 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)。 L/k35x8  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Q*DT" W/0  
 为优化计算加入一个旋转平面 i~@gI5[k+  
ot0teNF  
r,5e/X  
5100fX}  
2. 参数：双凸球面透镜 sh/,"b2!P  
@0+\:F  
U2Ve @.  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 7Cz~nin>7  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ZO+RE7f*?c  
 参数是对应波长532nm。 tXE/aY*I  
 透镜材料N-BK7。 QiCia#_  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ]_KWN$pd  
vNO&0~  
_u]Z+H"  

RdCGK?s  
>6es 5}  
; 476t  
3. 结果：双凸球面透镜 di\.*7l?  
35h|?eN_m!  
,!= sGUQ)  
 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。 D*l(p5[  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 1[P}D~ nQ  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 X5WA-s(?0  
\f,<\mJ#  
GT6;I7  
g=:o'W$@  
j.M]F/j  
4. 参数：优化球面透镜 u`ir(JIj]  
s_^`t+5  
|
nMjv]#  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 7%h;To-<6  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 b9g2mWL\T  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Ar-Vu{`  
 透镜材料同样为N-BK7。 1P)K@j  
=!Ik5LiD  
"&_+!TBg,  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003
g;l K34{  
#}Qe{4L  
It*U"4
lgi  
ju2H0AQ  
5. 结果：优化的球面透镜 PKlR_#EB?  
EU(e5vO  
PYQ0&;z  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ?e%*q^~Cu  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2Z; !N37U  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 enk`I$Xx  
kEh9J>|M  
|5>Tf6$(  
yLRe'5#m  
6. 参数：非球面透镜 /#9P0@Y  
6 ;'s9s"  
tY$@,>2v  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 h-p}Qil,  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 `8ob Xb  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 >VhZv75  
ru:"c^W:[  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Q8m~L1//S  
O0}uY:B  
GwO`
@-}E  
hy/g*>  
y,?=,x}o#  
7. 结果：非球面透镜 HOi~eX1d  
x
@X2r  
Boj R"  
 生成期望的高帽光束形状。 ybpOk  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 <pp
dy,j:  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 [kJ;Uxncz~  
OX,em Ti  
dPO"8HQ  
i59}6u_f  
F=5+JjrX  
8. 总结 g Cp`J(2v:  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 "=2\kZ  
,wf_o%'eW  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &wQ<sVQ0$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +wG *qI  
eNfH9l2k  
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。 PE.UNo>o  
@l3&vt2=J