首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 讯技光电&黉论教育 -> 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 2024-11-11 07:55

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)  u!TVvc  
<igsO  
应用示例简述 1:S75~b-`  
 S^;D\6(r  
1. 系统细节 {U?UM  
 光源 R(Y4nw+Y-  
— 高斯光束 p3Uus''V4  
 组件 B\BxF6 y  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 KF&1Y>t=  
 探测器 T\\Q!pY  
— 视觉感知的仿真 O 4xV "\  
— 电磁场分布 |U}al[  
 建模/设计 / 0Z_$Q&e  
— 场追迹: FFGG6r  
 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。 L=zt\L  
0KknsP7  
2. 系统说明 \Q[u?/TF  
_+ z5~6>  
Wt2+D{@8  
3. 模拟 & 设计结果 NYb eIfL  
ts rcX  
4. 总结 sG{hUsPa  
7U_~_yb  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 z?V'1L1gM  
.0$$H"t  
第1步 :n36}VG|  
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%tEc  
?ysC7 ((  
第2步 S0+nQM%  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。  ?Y4$  
RM2<%$  
产生的衍射效应对SLM的光学功能以及效率具有重大影响。 H%c:f  
:BFecS&i5  
应用示例详细内容 (xnXM}M&2Y  
{MK.jw9/  
系统参数  )L}6to  
z& !n'N<C  
1. 该应用实例的内容 B16,c9[  
Ic_>[E?k  
"?E>rWz  
2. 设计&仿真任务 UR;F W`  
}lZfZ?oAz  
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。 %<cfjo  
VFLxxFJ  
3. 参数:输入近乎平行的激光束 RGrra<  
Cnp\2Fu/  
MpZ #  
4. 参数:SLM像素阵列 ^^MVd@,i  
<1~5l ~  
8P8@i+[]W  
5. 参数:SLM像素阵列  +z/_'DE  
0Q]@T@F.  
w#EP`aM2$=  
应用示例详细内容 u;$g1 3  
 [wS~.  
仿真&结果 =bt/2 nPV  
Dk$[b9b  
1. VirtualLab能够模拟具有间隔的SLM wm>I;|gA)  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,2f系统等)。 #sLyU4QV  
 内置的SLM模式可以实现从简单透射函数到包含像素和间隔的阵列的自动转换。 |q&&"SpA  
0"q^`@sZ  
2. VirtualLab的SLM模块 JVO,@~~  
`Oxo@G*@}W  
*m_B#~4  
 为设置像素阵列,必须输入像素阵列尺寸和区域填充因子。 3R!?r^h  
 必须设置所设计的SLM透射函数。因此,需要输入文件SLM_Transmission_Function.ca2的路径。 IBYRuaEB  
?2D1gjr  
3. SLM的光学功能 "o+E9'Dm  
NY.Y=CF("  
 在第一步,我们可以研究SLM后的电磁场。 W-9?|ei  
 为此,将区域填充因子设置为60%。 hdZ{8 rP  
 首先,获得场(Ex方向)的振幅,分别显示了SLM像素及其间隔的影响。 _=ani9E]uF  
BJzNh>-#=  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfield.lpd 6|q\ M  
*aKT&5Ch-  
 此处,场(Ex方向)的(Wrapped)位相如下图所示,其中所有的间隔的相位值都为一个常数值。 g8<Ja(J  
m:EO}ws=  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd H=2sT+Sp  
iwJeV J  
4. 对比:光栅的光学功能 &_mOw.  
 上述的像素效应可以用相似光学功能的2D周期结构的进行比较。 f=0U&~  
 所示函数(Ex的振幅)相当于一个SLM,其像素提供一个常数位相函数。 Eg&oAY.U  
 通过这种光栅,能够将光衍射到几个衍射级次,衍射级次分布在x-和y-方向(由于二维光栅结构)。 KjK.Sv{N  
 级次越高振幅衰减越快,所以只有0级,1级以及2级贡献了主要的光强部分。 /b3b0VfF  
 这意味着,对于SLM,我们所期望的光分布具有有较高的级次,其光强由区域填充因子决定。 nW1Obu8x|  
Y*!J +A#  
GjDs,9@f  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGrating.lpd >f7;45i  
X%ii z  
5. 有间隔SLM的光学功能 Hggp*(AQK  
现在,基于像素阵列的区域填充因子,我们可以在傅里叶平面研究SLM的光学功能。 U&DD+4+28:  
[l;9](\8O  
所用文件: SLM.0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_2DGrating.lpd *;(wtMg  
crx8+  
下图显示了(Ex方向)光强分布,图中具有相同的振幅比率。 EJF*_<f9O  
4.?tP7UE  
i vy+e-)  
6. 减少计算工作量 83rtQ ;L  
E+>$@STv#  
fTn  
采样要求: *AEN  
 至少1个点的间隔(每边)。 !U}dYB:O  
 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。 NkWU5E!  
F(j vdq  
采样要求: e;QPn(  
 同样,至少1个点的间隔。 |UA)s3Uhxb  
 假设指定90%区域填充因子,模块计算25×25点的等间距采样。 [ArPoJt  
 随填充因子的增大,采样迅速增加。 Yv="oG!xL  
:Taequk  
 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。 |7 .WP;1  
 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。 ~0S_S+e  
 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)。 8T3j/ D<r  
 通过优化,计算工作量减少了4.7倍。 _0Mt*]L }  
"?_r?~sJx  
Aw]W-fx  
tvh)N{j  
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。
LP_w6fjT  
7. 指定区域填充因子的仿真 K0681_bp  
f@:.bp8VB8  
 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。 . 4$SNzv3V  
 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。 y]dA<d?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。 ?Q`u\G3.m  
 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)。 X?p.U  
okl*pA)  
F(?A7  
8. 总结
(%`R{Y  
考虑SLM像素间隔来研究空间光调制器的性能。 !1g2'  
t)O8ON  
第1步 $j ZU(<4,  
将像素间隔引入到一个先前设计的用于光束整形的SLM透射函数。 f$\gm+&hXE  
dd$}FlT  
第2步 xPuuG{Sm  
分析不同区域填充因子的对性能的影响。 })zYo 7  
扩展阅读 KJ/ *BBf  
扩展阅读 mW_B|dM"  
 开始视频 _z`g@[m:t  
-    光路图介绍 }p2YRTHx  
 该应用示例相关文件: U9uy (KOW  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 !KYX\HRW  
-     SLM.0003: 一个基于SLM光束整形系统的中透镜像差的研究
Fo$kD(  
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