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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) di0@E<@1:  
AX<f$%iqD  
应用示例简述 Jww#zEK  
Y?3tf0t/  
1. 系统细节 N'R^gL  
 光源 T<? kH  
— 高斯光束 TjYHoL5  
 组件 lw.[qP  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 aekke//y  
 探测器 3}F>t{FDk  
— 视觉感知的仿真 1gbFl/i6T  
— 电磁场分布 Q{L:pce-  
 建模/设计 $Th)z}A}EA  
— 场追迹: +>K&zS  
 一个SLM像素阵列处光传播的仿真,仿真中包括了SLM像素间无功能间隔引起的衍射效应。 F P|cA^$<  
t"q'"FX  
2. 系统说明 f:<BUqa  
p\lR1  
dIlpo0; F  
3. 模拟 & 设计结果 \y]K]iv  
%xOxMK@  
4. 总结 J:Qx5;b;  
z[v4(pO 6  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 VN!nef  
tZz%x?3G  
第1步 >(S)aug$1  
将像素间隔引入到一个先前设计的用于光束整形的SLM透射函数。 Zd>sdS`#r  
x5BS|3W$a  
第2步 J 3C^tV  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。 5~@-LXqL  
5)lcgvp  
产生的衍射效应对SLM的光学功能以及效率具有重大影响。 A@)Q-V8*9s  
9n{Y6I x:  
应用示例详细内容 Hy&Z0W'l  
Vb\g49\o/  
系统参数 R^o535pozc  
4oiE@y&{4  
1. 该应用实例的内容 _G/ R;N71  
a(]&H "  
cOX)+53  
2. 设计&仿真任务 tJrGRlB>  
&l1t5 !  
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。 `hkvxt  
w.(WG+  
3. 参数:输入近乎平行的激光束 uH%b rbrU  
LkS tU)  
J'X}6Q  
4. 参数:SLM像素阵列 [07E-TT2U  
r+E!V'{C  
8:V,>PH  
5. 参数:SLM像素阵列 O0L]xr  
Qr$ 7 U6p  
RdWn =;  
应用示例详细内容 %"A8Af**I  
M=pQx$%a  
仿真&结果 l! 88|~  
PKrG6% W+  
1. VirtualLab能够模拟具有间隔的SLM K}re{y  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,2f系统等)。 .eD&UQ  
 内置的SLM模式可以实现从简单透射函数到包含像素和间隔的阵列的自动转换。 Q!@M/@-Ky  
M*gvYo  
2. VirtualLab的SLM模块 {]]%0!n\  
rCDt9o>  
|nx3x  
 为设置像素阵列,必须输入像素阵列尺寸和区域填充因子。 2[+.* Ef  
 必须设置所设计的SLM透射函数。因此,需要输入文件SLM_Transmission_Function.ca2的路径。 ~ O#\$u  
Cy$~H  
3. SLM的光学功能 bTimJp[b  
,5;M(ft#  
 在第一步,我们可以研究SLM后的电磁场。 h@$SJe(hl  
 为此,将区域填充因子设置为60%。 n~ad#iN  
 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。 ) Y)_T&O  
7wh4~  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfield.lpd L?N&kzA  
O~V^]   
 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。 =M;F&;\8  
!\R5/-_UU  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd g:Qq%'  
&@oI/i&0B  
4. 对比:光栅的光学功能 w gS'/  
 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。 + m-88  
 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。 p-.kBF  
 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)。 p]RQ-0  
 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。 erEB4q+ #O  
 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。 Ip{R'HG/  
piM4grg \  
kiM:(=5  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd -z`FKej   
\[3~*eX6  
5. 有间隔SLM的光学功能 D}y W:Pi'  
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。 tJ;qZyy(  
>B0AJW/u  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_2DGrating.lpd }[JB%  
5`p9Xo>)yW  
下图显示了(Ex方向)光强分布,图中具有相同的振幅比率。 vlkw Wm  
xcW\U^1d  
N=1ue`i  
6. 减少计算工作量 r 1r@TG\  
0o>C, `  
m* _X PY  
采样要求: Bp7p X  
 至少1个点的间隔(每边)。 %oa@2qJ^  
 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。 tI{]&dev  
:38{YCN  
采样要求: S3%2T  
 同样,至少1个点的间隔。 yk4 @@kHW  
 假设指定90%区域填充因子,模块计算25×25点的等间距采样。 <K^a2 D  
 随填充因子的增大,采样迅速增加。 4u}Cki,vOK  
9{;L7`<  
 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。 #b;?:.m\=  
 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。 y`n?f|nf  
 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)。 s;TB(M~i[  
 通过优化,计算工作量减少了4.7倍。 T)I)r239h  
AA=Ob$2$  
!2!Zhw2u  
pCIS8 2L  
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。
zG_nx3  
7. 指定区域填充因子的仿真 7e+C5W*9b  
$t%IJT  
 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。 Y ]()v  
 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。 fU|v[  
 因此,可适当减小阵列尺寸到320×320像素,采样点数目为32320×32320。 aU(.LC  
 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)。 e& `"}^X;I  
j ^j"w(a  
7/~=[#]*  
8. 总结
D?_K5a&v,  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 Ps@']]4>W  
}lp37,  
第1步 U_IGL  
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。 +w]#26`d  
tR>zBh_b  
第2步 ( /I6Wa  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。 *w@ 1@6?j  
扩展阅读 CPy>sV3Ru0  
扩展阅读 Fqw4XR_`~  
 开始视频 8B*(P>  
-    光路图介绍 GV0@We~  
 该应用示例相关文件: flPS+  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Aeh #  
-     SLM.0003: 一个基于SLM光束整形系统的中透镜像差的研究
HU>>\t?d  
Cl&mz1Y;]1  
EF<TU.)Zf  
QQ:2987619807 QtnNc!,n  
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
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报告大纲 fd *XK/h  
t>"`rcg  
(第一波——神秘现金红包抽奖环节) e;XRH<LhAU  
3H!]X M  
1.浅谈中国物理光电教学行业大趋势及面临问题 \ Ki3ls  
jz" >Kh.}  
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 $[A^8 [//  
(第二波——神秘现金红包抽奖环节)
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