[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) zANsv9R~  
应用示例简述 :M.]-+(  
1. 系统细节 C#.27ah  
 光源 JykNEMB#  
— 高斯激光束 HBZtg  
 组件 _xM3c&VeG  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 LAuaowE\v  
— 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 !Hj 7|5  
 探测器 " t,ZO  
— 视觉感知的仿真 )!5"\eys  
— 高帽，转换效率，信噪比 <W/YC2b  
 建模/设计 <-HWs@8#  
— 场追迹： !3\( d{  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 [jTZxH<  
X\5EF7:S  
2. 系统说明 ootkf=  
7TA&u'  
mzcxq:uZ5  
Y r8gKhv W  
3. 建模&设计结果 yS4nB04`=  
_r`(P#Hy  
不同真实傅里叶透镜的结果： ygxaT"3"=  
)jMk~;'r  
r|3<UR%  
twp~#s:\z  
4. 总结 RA}Y$}^#'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 k"+/DK,:  
^geY Ay  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ki8Jl}dr  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8|Wl|@1(  
O*9d[jw[  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 VVc-Dx  
6G:7r [  
应用示例详细内容 j#9n.i %h  
hne}G._b  
系统参数 >|hqt8lY  
SA~oGgk=P  
1. 该应用实例的内容 4TcW%  
c  
=!=DISPo  
*s!T$oc  
9)'wgI#  
2. 仿真任务 BWzo|isv  
2`
V(w[zTr  
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。 B";Dj~y  
l'?(4N  
3. 参数：准直输入光源 I}\`l+  
FwDEYG  
!uhh_3RH  
]gVW&3ZW  
4. 参数：SLM透射函数 muKjeg'b  
$ 3R5p  
8[IR;gZf  
5. 由理想系统到实际系统 dbfI!4  
8CRwHDB  
qO>A
6  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 <'O|7. ^^  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 cFoeyI#v  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 n&FRjq9y  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 r?WOum  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 %D[6;PT  
];Y tw6A  
jC'Diu4|Q  
n;r W  
*4g:V;L  
应用示例详细内容 $wqi^q*)  
W 6CNMI]  
仿真&结果 ZV`o:Gd  
UeaHH]U  
1. VirtualLab中SLM的仿真 %Pk@`t(3  
nb(Od,L  
 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)。 OZno 3Hn  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 CjU?3Ag  
 为优化计算加入一个旋转平面 M1XzA `*  
C 4\Q8uK  
7@ mP;K0  
m"~),QwF9  
2. 参数：双凸球面透镜 f6%7:B d  
3E;<aCG?  
bYy7Ul6]  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。  -to3I  
 由于对称形状，前后焦距一致。 }z_7?dn/  
 参数是对应波长532nm。 kDWvjT  
 透镜材料N-BK7。 <nF1f(ky  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 qZX\riR  
%>,Kd6bdg  
'];=1loD  
t<znz
6  
T$4Utd5[z'  
$e,'<Jl  
3. 结果：双凸球面透镜 s6_[H  
>('Z9<|r:  
NV9H"fI  
 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。 o*s3"Ib  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 x$24Nc1a'  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 r#WAS2.TP  
X=pPkgW  
i}Cy q  
{_]<mwd  
usI$  
4. 参数：优化球面透镜 u'aWvN y+  
A]OVmw  
&y.6Hiy&  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 d]Mjr2h  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 SgY\h{{sP  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 G0v<`/|>}  
 透镜材料同样为N-BK7。 <84d Vg  
s%t =*+L\  
|1Pi`^  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 rfhvdwwD  
d#
q8-  
aKC3vR0  
}B2qtb3  
5. 结果：优化的球面透镜 p`3$NCJN  
\FjY;rqfKe  
X1Y+ao1)  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 :faB7wduW;  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 BI0 A0  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 w"BMJ+  
p`{| [<  
oHkjMqju  
%B-m- =gz  
6. 参数：非球面透镜 Y(P<9m:  
kIYV%O   
g(F?qP_K  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 v(z2,?/4  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 I xE}v%&  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 doV+u(J~  
#"aL M6Cfs  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 y,=TB#  
+@5*_n\e`  
xsSX~`  
,{u'7p  
RaLc}F)9  
7. 结果：非球面透镜 nwPU{4#l<  
$+@xwuY'+  
RT+_e  
 生成期望的高帽光束形状。 M[,G#GO  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 /V)4B4  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !x1i
vP  
bdkxCt  
7.tEi}O&_g  
MuQ'L=iJ  
'7TT4~F  
8. 总结 ~TfQuIvQB  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 N3rQ]HZiP  
I6Mr[#*  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 HrS  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 D'3. T{*rH  
k>q}: J9V  
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。 )90K^$93"  
Ug,23  
扩展阅读 3Mt Alc0xp  
C#4/~+  
扩展阅读 61{IXx_  
 开始视频 (YH/#n1"{  
-     光路图介绍 <P4*7:jX  
 该应用示例相关文件： u#`FkuE\}  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 3&z.m/  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Vm <9/UG<