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2023-03-29 08:48 |
空间光调制器像素处光衍射的仿真
6K^O.VoV^J 应用示例简述 $#E!/vVwD7 (btmg<WT" 1. 系统细节 ;KT5qiqYH 光源 ~re~Ys — 高斯光束 bP&1tE 组件 .Gb!mG — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 WF<3
7"A@ 探测器 4u#TKr. — 视觉感知的仿真 Hz>Dp
! — 电磁场分布 4B)%I` 建模/设计 1o?uf,H7O — 场追迹: k`J|]99Wb 一个SLM像素阵列处光传播的仿真,仿真中包括了SLM像素间无功能间隔引起的衍射效应。 \susLD Y}
6@ w 2. 系统说明 }
g%v<'K i:1
@ vo &_74h);2I: 3. 模拟 & 设计结果 KtHkLYOCG N! I$Qtr, 4. 总结 #\\|:`YV IL`=r6\ 考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 iU AY
~ 7<M6F 第1步 A#Y:VavQ? 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。 <,D*m+BWn |qBcE 第2步 %< `D'V@ 分析不同区域填充因子的对性能的影响。 nkf7Fq} ',/2J0_ 产生的衍射效应对SLM的光学功能以及效率具有重大影响。 U>DCra; egVKAR- 应用示例详细内容 zE~Xxp KD?b|y@ 系统参数 W2'!Pc,W BvUiH<-D 1. 该应用实例的内容 n#@ Qd!uzM mhB2l/ h J0U-m 2. 设计&仿真任务 (>NZYPw^3 ;a| ~YM2I 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。 7VL|\^Y `q f+8 QAvh 3. 参数:输入近乎平行的激光束 Qqs1%u;e8 o4wSt6gBcJ uqLP$At 4. 参数:SLM像素阵列 b'Km-'MtH e5
}amrz 8:>V'j 5. 参数:SLM像素阵列 k81%$E !F.h+&^D; !-%XrU8o3 应用示例详细内容 2_y]MXG+% p4
=/rkq 仿真&结果 )]s<Czm% D:/q<<| 1. VirtualLab能够模拟具有间隔的SLM e[s}tjx 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)。 N$x&k$w R 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。 iaLZ|\`3a !?=U{^|7y 2. VirtualLab的SLM模块 lRb>W31" c+
e~BN B(k tIy 为设置像素阵列,必须输入像素阵列尺寸和区域填充因子。 j[.nk 必须设置所设计的SLM透射函数。 v?Utz~lQ K/K-u 3. SLM的光学功能 {_/ o' 6 6uT*Fg-G 在第一步,我们可以研究SLM后的电磁场。 ^'a#FbMtt 为此,将区域填充因子设置为60%。 D:f=Z?L)> 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。 %qiVbm0 *tgu@9b Jv+w{"& QXN_ ?E,g/ O9p s?{g 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。 sRA2O/yKCE h<TZJCt q\~
#g.} W\NC3] 3%5a&b 4. 对比:光栅的光学功能 ,w3-*z 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。 &9fQW?Czs 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。 /s}
"0/Y\ 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)。 [
'lu;1-, 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。 5af0- hj 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。 ,(pp+hNq 0o"aSCq8t
J E7m5kTa 6{Q-]LOc[. V`1{*PrI@L 5. 有间隔SLM的光学功能 )c{>@WM~ 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。 )Wr_*>xj .Zv~a&GE c|;n)as9(% 0B7G:X0 YLGE{bS 下图显示了(Ex方向)光强分布,图中具有相同的振幅比率。 YnRO>` ^2nrA pF xdgAu 6. 减少计算工作量 ^`'\eEa 8c+V$rH_
nOvR, 6 采样要求: <D ~hhGb 至少1个点的间隔(每边)。 XPO-u]< | |