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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) CdO-xL6F  
r `dU (T!  
应用示例简述 h :R)KM  
beE%%C]X  
1. 系统细节 D$E9%'ir  
 光源 :F=nb+HZ  
— 高斯光束 }HorR2(`N  
 组件 {6sfa?1j  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 5nAF=Bj  
 探测器 bobkT|s^s  
— 视觉感知的仿真 Rn_c9p  
— 电磁场分布 hJsC \C,^  
 建模/设计 8zWPb  
— 场追迹: QOk"UP  
 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。 |$2N$6\SP  
H~]o]uAi"  
2. 系统说明 9AzGk=^  
x~^I/$  
^6>|!  
3. 模拟 & 设计结果 Cl!jK^AbG  
d A{Jk  
4. 总结 Q0\5j<'e  
QL18MbfqP  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。  a|uZJ*  
Po. BcytM  
第1步 :OaQq@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。 L"%eQHEC&  
m?$G(E5  
第2步 4CT9-2UC  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。 JSK5x(GlH  
4ZpF1Zc4B  
产生的衍射效应对SLM的光学功能以及效率具有重大影响。 bGc|SF<V  
:-" jK w  
应用示例详细内容 g8A{aHb1}  
>[4|6k|\x  
系统参数 _C=[bI@  
BrMp_M  
1. 该应用实例的内容 5G;^OI!g  
XYF~Q9~  
%MZDm&f>Kk  
2. 设计&仿真任务 ]},Q`n>$  
%uqD\`-  
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。 'xoE [0!  
<SdJM1%Qo  
3. 参数:输入近乎平行的激光束 {0WID D  
M`pTT5r  
.0W4Dp  
4. 参数:SLM像素阵列 6-14Htsk6  
E/$@ud|l"  
B\ >}X_\4  
5. 参数:SLM像素阵列 ]{+M>i[  
xh^ZI6L<  
)6 0f  
应用示例详细内容 @ZR4%A"X4  
7C7(bg,7^  
仿真&结果 @ ^6OV)  
ieRBD6_  
1. VirtualLab能够模拟具有间隔的SLM |SukiXJZF  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,2f系统等)。 4m[C-NB!g  
 内置的SLM模式可以实现从简单透射函数到包含像素和间隔的阵列的自动转换。 &t|V:_?/x  
J~'Q^O3@  
2. VirtualLab的SLM模块 q=% C (  
=)1YYJTe9  
bW.zxQ :  
 为设置像素阵列,必须输入像素阵列尺寸和区域填充因子。 wp*&&0O!  
 必须设置所设计的SLM透射函数。因此,需要输入文件SLM_Transmission_Function.ca2的路径。 7  cP[o+  
"q>I?UcZ  
3. SLM的光学功能 .O%1)p  
]op^dW1;0_  
 在第一步,我们可以研究SLM后的电磁场。 dzE Q$u/I  
 为此,将区域填充因子设置为60%。 qb&N S4#  
 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。 AH 87UkNL  
DEp%\sj?  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfield.lpd p2c=;5|/Q  
ecqz@*d&  
 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。 QDgEJ%U-  
9_A0:S9Z  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd Ed0>R<jR9  
K!D!b'|bb  
4. 对比:光栅的光学功能 lPcVhj6No%  
 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。 f'`nx;@X  
 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。 E<#4G9O<  
 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)。 _ kSPUP5  
 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。 iraRB~  
 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。 kl3S~gE4@  
A;WwS?fyQ  
m`\i+  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd _?]BVw  
'UvS3]bSYW  
5. 有间隔SLM的光学功能 /$Tl#   
现在,基于像素阵列的区域填充因子,我们可以在傅里叶平面研究SLM的光学功能。 @FdCbPl$  
HMS9y%zl/  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_2DGrating.lpd 2hwXWTSu  
p-'6_\F.Ke  
下图显示了(Ex方向)光强分布,图中具有相同的振幅比率。 51ajE2+X&  
HLoQ}oK|K  
m!#)JFe67  
6. 减少计算工作量 Oz#EGjz  
KIAe36.~  
e9Ul A  
采样要求: SC $`  
 至少1个点的间隔(每边)。 [#>$k 6F*  
 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。 APtselC  
@ Zgl>  
采样要求: R<lNk<  
 同样,至少1个点的间隔。 A M1C $  
 假设指定90%区域填充因子,模块计算25×25点的等间距采样。 Id.Z[owC`Y  
 随填充因子的增大,采样迅速增加。 Dd5xXs+c  
Hr<C2p^a  
 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。 kToVBU$  
 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。 zOao&  
 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)。 =(|xU?OL  
 通过优化,计算工作量减少了4.7倍。 a:-)+sgHw  
HL(U~Q6JQ  
3u?`q%Y-e  
{n'qKur xY  
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。
s=nVoc{Yt  
7. 指定区域填充因子的仿真 m,@1LwBH  
g* \P6  
 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{q}f)  
 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。 e:$7^Y,U/  
 因此,可适当减小阵列尺寸到320×320像素,采样点数目为32320×32320。 1~R$$P11[9  
 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)。 I NPYJ#%  
2GiUPtO&Gj  
#j^('K|  
8. 总结
%l8*t$8  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 MS st  
joChML_  
第1步 tIyuzc~U  
将像素间隔引入到一个先前设计的用于光束整形的SLM透射函数。 0HHui7Yy>  
9RCO|J  
第2步 l- 1]w$ y  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。 {ywXz|TP  
扩展阅读 m1hW<  
扩展阅读 _}I(U?Q-C  
 开始视频 b(}Gm@#  
-    光路图介绍 jF38kj3O7  
 该应用示例相关文件: X!7VyE+n  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 q:Y6fbt<7  
-     SLM.0003: 一个基于SLM光束整形系统的中透镜像差的研究
VDByj "%  
t_I\P.aMA  
B]^>GH  
QQ:2987619807 ]DC;+;8Jc  
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%! .q0218l:dF  
报告大纲 4meidKw]  
w=f0*$ue+w  
(第一波——神秘现金红包抽奖环节) ="uKWt6n'  
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1.浅谈中国物理光电教学行业大趋势及面临问题 V19e>  
EKZ$Q4YE  
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 xT9Yes&  
(第二波——神秘现金红包抽奖环节)
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