空间光调制器自适应激光光束整形

lanseyouyu1976

应用VirtualLab Fusion可以实现包含空间光调制器的激光系统设计

基于空间光调制器(SLM)的激光整形：利用SLM，可将一个高斯光束转换成一个高帽轮廓的超高斯。对于一些新型应用，空间光调制器(SLM)在控制和调制激光方面具有无限的可能：

 自适应光学
 超分辨显微镜
 光镊
 激光材料处理
 量子光学

SLM光束整形: 将一个高斯光束转换成高帽轮廓

VirtualLab Fusion软件为自适应激光整形系统设计提供了一系列可靠的、快速的以及灵活的工具。可以计算出位相掩膜并将数据转移至SLM。VirtualLab Fusion能够对于包含复杂光源、光束传输光学以及衍射SLM(详见附图)整个自适应系统进行分析和优化。对于具有干涉光路的系统，同样可以应用VirtualLab Fusion软件进行模拟。

VirtualLab Fusion软件的特性：

 SLM输入数据的快速、稳健设计
 包含SLM、透镜以及反射镜的自适应激光系统整体仿真
 杂散光&衍射效率的计算
 VirtualLab中所选SLM的直接控制
 光学系统容差

自适应光束整形设计用于：

 矩形和圆形的高帽光束
 单线或多线
 普通图形和光标
 定周期或任意的光束分束器
 单图案和一系列的图形

应用示例

 SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制设计
在这个应用示例中，将一个反射空间光调制器用光束整形元件。出于此目的，对一个2f系统进行位相分布设计及优化以使入射的高斯光束整形为矩形无散斑高帽光束图案。在设置过程中考虑一定的入射角并对数据的导出进行了讨论。

 SLM.0002: 一个空间光调制器的像素处的衍射的仿真
SLM阵列的像素间存在一些非功能的间隔，此示例主要是对这些非功能间隔产生的影响进行研究。因此，为了在示例SLM.0001中光束整形设计中引入不同宽度的间隔而使用SLM模块化组件。然后，根据不同的填充因子(根据间隔宽度)计算结果光图形。此外，讨论了一种可以在大区域填充因子条件下减少计算量的方法。

 SLM.0003: 基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究
在该示例中，讨论了在基于SLM的光束整形系统中透镜像差产生的影响。因此，在SLM0.001和SLM.0002中所采用的理想傅里叶透镜被替换为真实透镜，该透镜系统表现出不同的光学系能(如球面系统或非球面系统)。结果显示，为了获得较好的质量的光束，在传输整形系统中必须是使用高性能光学系统。

利用VirtualLab Fusion软件可以仿真SLM的像素效应。应用不同的SLM区域填充因子(60%,80%,100%)时显示的结果