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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) `dYM+ jpa  
0ang^v;q  
应用示例简述 z k[%YG&  
}<EA)se"  
1. 系统细节 OOEmXb]8  
 光源 7DU"QeLeb  
— 高斯光束 b ;Vy=f  
 组件 4No!`O-!&  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 '~^3 =[Z  
 探测器 a;a2x .<  
— 视觉感知的仿真  !,*#e  
— 电磁场分布 ~$0Qvyb>  
 建模/设计 y s5b34JN  
— 场追迹: X^PR];V:$  
 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。 He4sP` &I  
;P-xKRU!Xx  
2. 系统说明 D3LW 49  
b@OL !?JP  
U20G{%%  
3. 模拟 & 设计结果 JNzNK.E!m-  
rurC! -  
4. 总结 UGy~Ecv  
EHT5Gf  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 W*q[f!@  
!O=J8;oLk  
第1步 X*2M Nx^K~  
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。 '"H'#%RU  
H1PW/AW  
第2步 ^X%{]b K  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。 M]?#]3XBNo  
! K~PH  
产生的衍射效应对SLM的光学功能以及效率具有重大影响。 zMT0ToG  
Nb[z+V{=  
应用示例详细内容 3 *G 7H  
I$4GM  
系统参数 Kq|L: Z  
-WIT0F4o;  
1. 该应用实例的内容 ^ ~HV`s  
eu(1bAfS&T  
/@5X0m  
2. 设计&仿真任务 l>RW&C&T  
R$@|t?  
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。 a;eV&~  
nT0FonK>  
3. 参数:输入近乎平行的激光束 (]Z%&>*  
&|7pu=  
!2WRxM  
4. 参数:SLM像素阵列 @|xcrEnP}B  
*yqEl O  
xp%,@] p  
5. 参数:SLM像素阵列 &N!QKrj3  
B Mh 949;  
CUB=T]  
应用示例详细内容 >3 Q%Yn  
*<2+tI  
仿真&结果 B:=*lU.n  
Ti }Ljp^O  
1. VirtualLab能够模拟具有间隔的SLM 83UIH0(  
 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)。 4r!8_$fN?G  
 内置的SLM模式可以实现从简单透射函数到包含像素和间隔的阵列的自动转换。 tWYKW3~]  
k9`Bi`wp  
2. VirtualLab的SLM模块 w{3 B  
( Kh<qAP_n  
\+mc   
 为设置像素阵列,必须输入像素阵列尺寸和区域填充因子。 ;2 oR?COW  
 必须设置所设计的SLM透射函数。因此,需要输入文件SLM_Transmission_Function.ca2的路径。 k 41lw^Jh  
3k;*xjv6@  
3. SLM的光学功能 <4,>`#NEo  
NrVrR80Y  
 在第一步,我们可以研究SLM后的电磁场。 4f<%<Z  
 为此,将区域填充因子设置为60%。 dV<|ztv  
 首先,获得场(Ex方向)的振幅,分别显示了SLM像素及其间隔的影响。 s4bLL  
+5Yc/Qp  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfield.lpd "q4c[dna  
|:n4t6  
 此处,场(Ex方向)的(Wrapped)位相如下图所示,其中所有的间隔的相位值都为一个常数值。 4flyV -  
zJS,f5L6)  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd 3Xaw  
|l(rR06#.]  
4. 对比:光栅的光学功能 w `6qT3v  
 上述的像素效应可以用相似光学功能的2D周期结构的进行比较。 [>+(zlK"  
 所示函数(Ex的振幅)相当于一个SLM,其像素提供一个常数位相函数。 pPm[<^\#S  
 通过这种光栅,能够将光衍射到几个衍射级次,衍射级次分布在x-和y-方向(由于二维光栅结构)。 MK 7S*N1  
 级次越高振幅衰减越快,所以只有0级,1级以及2级贡献了主要的光强部分。 w@7NoD=  
 这意味着,对于SLM,我们所期望的光分布具有有较高的级次,其光强由区域填充因子决定。 .w^M?}dx  
{~ ZSqd  
L,0HX   
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd .4A4\-Cqe  
Yw<K!'C  
5. 有间隔SLM的光学功能 #Yi,EwD  
现在,基于像素阵列的区域填充因子,我们可以在傅里叶平面研究SLM的光学功能。 RG|]Kt8  
.asHFT7]9  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_2DGrating.lpd MCU{@ \?Xf  
?J,hv'L]  
下图显示了(Ex方向)光强分布,图中具有相同的振幅比率。 0f/=C9L  
O.CRF-` t  
Ia$&SS)K  
6. 减少计算工作量 ,Khhu%$  
$A)i}M;uK  
i/R8Gb  
采样要求: nY"9"R\.=  
 至少1个点的间隔(每边)。 fD#|C~:=  
 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。 "40Jxqt  
AxLnF(eG  
采样要求: gbM#jhQ  
 同样,至少1个点的间隔。 u&1n~t`  
 假设指定90%区域填充因子,模块计算25×25点的等间距采样。 6W."h PP  
 随填充因子的增大,采样迅速增加。 *; . l/  
rVq=,>M9  
 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。 w<-8cvNhiz  
 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。 1iEZ9J?  
 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)。 nJ |O,*`O  
 通过优化,计算工作量减少了4.7倍。 " & 'Jw  
:ak D  
w35r\x +  
JyWBLi;Z  
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。
O{rgx~lLJt  
7. 指定区域填充因子的仿真 _In[Z?P}  
1[o] u:m9U  
 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。 B) J.(k`p  
 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。 l;zpf|.Vc  
 因此,可适当减小阵列尺寸到320×320像素,采样点数目为32320×32320。 }2-<}m9}  
 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{Jo'*%8f  
dHc38zp  
I^ sWf3'db  
8. 总结
ja*k\w{U'  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 2 |w;4  
}C.M4{a\  
第1步 G=a.Wff  
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。 Z{RRhJ  
p*)RP2  
第2步 Gjq:-kX\  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。 #k5WTcE  
扩展阅读 [RG&1~  
扩展阅读 |&+g,A _w  
 开始视频 S]iMZ \I/  
-    光路图介绍 pZp|F  
 该应用示例相关文件: LyO, ]  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 cy8+@77  
-     SLM.0003: 一个基于SLM光束整形系统的中透镜像差的研究
}q9;..oL  
!4d6wp"  
d)`XG cx{=  
QQ:2987619807  uZ][#[u  
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 V!G&Aen  
]z`Y'wSxd  
(第一波——神秘现金红包抽奖环节) Q/r0p>  
?T-6|vZA  
1.浅谈中国物理光电教学行业大趋势及面临问题 6J0HaL  
 {n}6  
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 2/S~l;x  
(第二波——神秘现金红包抽奖环节)
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