首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> FRED,VirtualLab -> 空间光调制器像素处光衍射的仿真 [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2020-11-16 10:02

空间光调制器像素处光衍射的仿真

空间光调制器(SLM.0002 v1.1) agsISu(  
]T^ is>  
应用示例简述 8H $#+^lW  
=nhzMU9c\y  
1. 系统细节 b5 Q NEi  
 光源 (9GbG"   
— 高斯光束 ULl_\5s2  
 组件 @"8R3BN  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 jXR16|  
 探测器 _413\`%8?  
— 视觉感知的仿真 K]"Kf{bx  
— 电磁场分布 Qpu3(`d<  
 建模/设计 JR1 *|u  
— 场追迹: %v4 [{ =fE  
 一个SLM像素阵列处光传播的仿真,仿真中包括了SLM像素间无功能间隔引起的衍射效应。 frH)_YJ%  
:p-Y7CSSu  
2. 系统说明 dDlG!F_=  
u!1/B4!'O  
*K)0UKBr  
3. 模拟 & 设计结果 fNoR\5}!  
/77z\[CeYH  
4. 总结 pP\h6b+B  
=kFuJ x)f  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 CW0UMPE5  
MsjnRX:c3u  
第1步 se,Z#H  
将像素间隔引入到一个先前设计的用于光束整形的SLM透射函数。 :6u~aT/  
lzfDH =&  
第2步 G (\Ckf:  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。 !}q."%%J_%  
\!wh[qEQ\  
产生的衍射效应对SLM的光学功能以及效率具有重大影响。 Yy@g9mi  
AgsR-"uh  
应用示例详细内容 Wk[)+\WQ?  
_,Q[2gQ5N  
系统参数 xG%*PNM0q  
e?<D F.Md+  
1. 该应用实例的内容 evOb  
U**)H_S/~  
KjYDFrR4  
2. 设计&仿真任务 uF<S  
*<k&#D"m  
由于制造和技术的原因,像素之间存在非功能间隔。这种典型的间隔会产生衍射效应,从而影响SLM的光学性能,并在接下来的工作中对其进行研究。 c[{UI  
('d{t:TsY  
3. 参数:输入近乎平行的激光束 rfTe  
wOcg4HlW  
<gcmsiB|  
4. 参数:SLM像素阵列 DMMLzS0A  
!4B_$6US  
|EeBSRAfe  
5. 参数:SLM像素阵列 5_aw. s>  
6ZksqdP8  
;eh/_hPM  
应用示例详细内容 3{pk5_c  
JUU&Z[6J  
仿真&结果 ?9S+Cj`  
/e<5Np\X  
1. VirtualLab能够模拟具有间隔的SLM fq(5Lfe}  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,2f系统等)。 [<Jp#&u6sb  
 内置的SLM模式可以实现从简单透射函数到包含像素和间隔的阵列的自动转换。 k<O y%+C  
*(nJX.7  
2. VirtualLab的SLM模块 ^j iE9k)  
-fPT}v  
ai^t= s  
 为设置像素阵列,必须输入像素阵列尺寸和区域填充因子。 LE| <O  
 必须设置所设计的SLM透射函数。因此,需要输入文件SLM_Transmission_Function.ca2的路径。 ' =}pxyg  
yjd(UWE  
3. SLM的光学功能 %^!aB  
^S=cNSpC  
 在第一步,我们可以研究SLM后的电磁场。 M8_R  
 为此,将区域填充因子设置为60%。 +!xu{2!  
 首先,获得场(Ex方向)的振幅,分别显示了SLM像素及其间隔的影响。 mt^`1ekoY  
d<v~=  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfield.lpd en%B>]QI  
m9Il\PoTq  
 此处,场(Ex方向)的(Wrapped)位相如下图所示,其中所有的间隔的相位值都为一个常数值。 o}W;Co  
.FJ j  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd P4[]qbfd,  
QQq/5r4O`q  
4. 对比:光栅的光学功能 0V7 _n  
 上述的像素效应可以用相似光学功能的2D周期结构的进行比较。 UAKu_RO6S  
 所示函数(Ex的振幅)相当于一个SLM,其像素提供一个常数位相函数。 ^k;mn-0  
 通过这种光栅,能够将光衍射到几个衍射级次,衍射级次分布在x-和y-方向(由于二维光栅结构)。 CPGL!:  
 级次越高振幅衰减越快,所以只有0级,1级以及2级贡献了主要的光强部分。 952V@.Zp  
 这意味着,对于SLM,我们所期望的光分布具有有较高的级次,其光强由区域填充因子决定。 j%u8=  
^Rk^XQCh  
yF;?Hg  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd _eh3qs:  
HSC6;~U  
5. 有间隔SLM的光学功能 )r pD2H  
现在,基于像素阵列的区域填充因子,我们可以在傅里叶平面研究SLM的光学功能。 F;W'  
qzHU)Ns(_  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_2DGrating.lpd U\?+s2I)v  
fOLnK y#  
下图显示了(Ex方向)光强分布,图中具有相同的振幅比率。 /D8EI   
u9,=po=+7f  
UT~4Cfb  
6. 减少计算工作量 %VS 2M #f  
o Fi) d[`  
)tCx5 9  
采样要求: X]MTaD.t  
 至少1个点的间隔(每边)。 Y=|CPE%V  
 如在有效区域,用户指定60%区域填充因子,模块在激活区域计算5×5点的等间距采样。 b( 1 :w"wD  
k1m'Ka-  
采样要求: n@_)fFD%  
 同样,至少1个点的间隔。 Z) t{JHm:  
 假设指定90%区域填充因子,模块计算25×25点的等间距采样。 :S#i9# aB  
 随填充因子的增大,采样迅速增加。 ]y}Zi/zh  
k3#wLJ  
 为优化大填充因子条件下的计算工作量,减小相关阵列尺寸是非常有效的方法。 .}`V I`z*  
 如果被照明区域小于阵列尺寸(标记区域包含光强的90%),这种简化是非常适用的。 Wy!uRzbBv  
 如果只考虑标记的范围,仅计算SLM的320×320个像素即可(SLM模块自动删除了透射函数边界)。 oLd:3,p}  
 通过优化,计算工作量减少了4.7倍。 =CEHRny  
!;jgzi?z  
EFeAr@nj  
>gF-6nPQ  
减小SLM阵列尺寸后计算所得的振幅分布几乎和全阵列一样。
PH[4y:^DN  
7. 指定区域填充因子的仿真 z41D^}b  
0+rW;-_(  
 由于间隔非常狭窄,Hamamatsu’s X10468 指定填充因子为98%,需要更多的采样点进行计算。 >r~|1kQ.  
 全阵列尺寸798×600像素将需要79992×60600个采样点,需要极高的计算量。 HMhLTl{;  
 因此,可适当减小阵列尺寸到320×320像素,采样点数目为32320×32320。 51z/  
 在优化的帮助下,可对指定区域填充因子进行研究(该仿真仍需约256GB的内存)。 m+p4Mc%u  
y&h~Oa?,;  
+<z7ds{Z  
8. 总结
"7:u0p!  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 mcCB7<. e  
? S8$5gA  
第1步 oH=4m~'V  
将像素间隔引入到一个先前设计的用于光束整形的SLM透射函数。 5R)[Ou.  
y _6r/z^  
第2步 t Z+0}d  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。 ,Io0ZE>`V  
扩展阅读 |I(%7K  
扩展阅读 ?~{r f:Y  
 开始视频 { qjUI  
-    光路图介绍 =%xIjxYl  
 该应用示例相关文件: &&ja|o-  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 [1e.i  
-     SLM.0003: 一个基于SLM光束整形系统的中透镜像差的研究
B5 D3_ iX]  
9GtLMpy  
IcRM4Ib))Q  
QQ:2987619807 %s]U@Ku(a  
中科微星 2021-02-25 15:23
西安中科微星光电科技有限公司在空间光调制器方面做的比较成熟,已经拥有三大产品系列,数十款产品,可以运用于教育科研,仿真测试、激光加工等领域。如需了解详情可拨打电话029-65665888 / 发送邮件至laser_zkwx@opt.cn.
中科微星 2021-03-24 17:48
诚邀您观看光电汇-中科微星直播,3月25日晚19:30准时开播,为您讲解SLM及其在教学、工业领域应用;全场两次直播抽奖,扫码关注回复“直播抽奖”即可参与,中奖率100%!  <WO&$&  
报告大纲 ]r"31.w(  
%g!yccD9  
(第一波——神秘现金红包抽奖环节) 0TpBSyx.  
?T tQZ  
1.浅谈中国物理光电教学行业大趋势及面临问题 3| GNi~  
(N)r#"F V  
2.空间光调制器在工业、教学领域的应用3.实物讲解空间光调制器 lpIteZw:  
(第二波——神秘现金红包抽奖环节)
查看本帖完整版本: [-- 空间光调制器像素处光衍射的仿真 --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计