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Spatial Light Modulator 空間光変調器 (SLM0001 v11)

トップハット生成のためのSLM位相変調の設計

SLM

ピクセル

アプリケーション例の要約

設定の詳細

3 wwwLightTranscom

bull 光源ndash ガウシアンレーザービーム

bull 構成ndash 反射型SLMとその後に続く2f光学系

bull ディテクタndash 視覚の模倣

ndash 電磁場分布

ndash 効率SN値均一性誤差迷光評価

bull モデリング設計 ガウスビームをTop Hatに整形するための反復フーリエ変換アルゴリズム（IFTA）による位相限定関数の設計

フィールドトレーシングSLMピクセルアレイでの光回折Field Tracing light

diffraction at SLM pixel array

設定の詳細

3 wwwLightTranscom

bull 光源ndash ガウシアンレーザービーム

bull 構成ndash 反射型SLMとその後に続く2f光学系

bull ディテクタndash 視覚の模倣

ndash 電磁場分布

ndash 効率SN値均一性誤差迷光評価

bull モデリング設計 ガウスビームをTop Hatに整形するための反復フーリエ変換アルゴリズム（IFTA）による位相限定関数の設計

フィールドトレーシングSLMピクセルアレイでの光回折Field Tracing light

diffraction at SLM pixel array

システム図

スクリーン

光源

フーリエレンズ

反射型SLMチップ（SLMピクセルアレイとミラー）

入射光ガウスビーム

出射光トップハットビーム

4 wwwLightTranscom

モデリングと設計の結果

位相分布の最適化設計

ターゲット平面内の

シミュレーションされた出射フィールド

メリット関数値 結果

5 wwwLightTranscom

まとめ

VirtualLabの組み込みツール

bull 反復フーリエ変換アルゴリズム（IFTA）bull 補助のセッションエディタ

bull 回折効果に最も適した多様なオプションを提供するクラシックフィールドトレースシングシミュレーションエンジン

これらを使用して

1 SLM用に設計最適化された位相分布を生成し

2 最終光学系の設定でシミュレートされた出力を解析

SLM

ピクセル

6 wwwLightTranscom

アプリケーション例の詳細

システムパラメータ

コンテンツの概要

8 wwwLightTranscom

1 まずシミュレーション仕様全体的なシステム評価結果の詳細を説明

2 続いてこのようなシミュレーションを自分で設定する方法の手順を段階的に説明

3 最後に実際にSLMモジュールを使用する際に設計および解析されたデータをエクスポートする際に必要な情報を提供

コンテンツの概要

8 wwwLightTranscom

1 まずシミュレーション仕様全体的なシステム評価結果の詳細を説明

2 続いてこのようなシミュレーションを自分で設定する方法の手順を段階的に説明

3 最後に実際にSLMモジュールを使用する際に設計および解析されたデータをエクスポートする際に必要な情報を提供

関連するアプリケーション例

SLMピクセルへ位相値を送信するSLM0001

任意の光パターンを生成するためにSLMモジュールを作動させるのに必要な位相値の設計およびシミュレーション

SLM0002

SLMピクセル間のギャップの影響の実証

SLM0003

光パターンの生成でのレンズ収差の影響の検証

9 wwwLightTranscom

設計とシミュレーションタスク

bull 2f光学系および所与のSLMについ

て矩形のトップハット（スーパーガウシアン）配光の生成に必要な位相値を設計する

bull SLMはファーフィールドでトップハッ

ト形状を生成するように光偏向を導入しフーリエレンズは光を集束し最終的なワーキングディスタンスを決める

入射

ガウシアンビーム

希望出力スーパーガウシアンビーム

設計される位相値

10 wwwLightTranscom

仕様入射レーザービーム

パラメータ 値と単位

wavelength 532 nm

ビーム半径 (1e2) 33 mm

divergence angle of

beam intensity

0003deg x 0003deg

(full angle 1e2)

M2-値 1

11 wwwLightTranscomfile SLM0001_TopHat_SLM-Design_1_InputFieldca2

シングルモード ガウスレーザービーム

仕様2f光学系と所望の出射ビーム

パラメータ 値と単位

1e2 radius 100 microm

エッジ幅(強度の90〜10の減衰から測定)

26 microm

desired efficiency gt 95

所望のSN値 gt 30 dB

2f光学系は以下を備えた理想的なレンズに相当する

bull f = 50 mm

bull flsquo = 50 mm

スーパーガウシアン(トップハット)

12 wwwLightTranscomfile SLM0001_TopHat_SLM-Design_2_OutputFieldca2

ターゲット平面における所望のビームプロファイル

仕様設計条件

13 wwwLightTranscom

一般的なDOE vs SLM設計構造がある基板材料内にある回折光学素子の場合x方向およびy方向のピクセルサイズは自由に選択することができる SLMアプリケーションの場合これらのサイズはSLMピクセルのサイズに応じて固定される

bull 反射光学系SLMが傾いている反射SLM光学系の場合入射光は傾斜SLMピクセルの領域のみを「見る」 したがって設計および

最適化アルゴリズムが垂直入射光を仮定するとき透過関数のピクセルサイズは設計に適合されなければならない

アレイサイズ (x)

14 wwwLightTranscom

アレイサイズ

(y)

仕様SLMピクセルアレイ=透過関数

この設計ではSLMピクセル間のギャップは考慮されない（例）このSLM0001では100のエリアフィルファクタを仮定する

SLM ピクセルアレイ上面図

()実際の浜松ホトニクス社X10468のエリアフィルファクタは98対応する効果はSLM0002で確認

Hamamatsu X10468 値と単位

array size X x Y 792 x 600 pixels

ピクセルピッチX x Y 20 microm x 20 microm

area size X x Y 1584 mm x 12 mm

エリアフィルファクタ 100 ()

element tilt with

respect to optical axis

10deg about the Y

axis

圧縮された長さを考慮した設計

bull Y軸の周りのティルト角を有する反射型光学系であるため入射光は垂直に見て圧縮された視野でSLMのX長さを「見る」ことになる

compressed length

= 120575120575trans ∙ cos 120572

incoming light

bull 通常の入射光を考慮した反復フーリエ変換アルゴリズム（IFTA）を使用した設計ではSLMおよびそのピクセルの長さXにそれぞれ係数cos（α）を掛けることによって調整される

圧縮されたSLMピクセルの長さ= 20microm ∙ cos 10deg = 19696microm

圧縮されたSLMの全長 = 1584mm ∙ cos 10deg = 15600mm

15 wwwLightTranscom

wwwLightTranscom

設計と最適化への補助

bull VirtualLabはビーム整形のために

セッションエディタと呼ばれるものを提供する上記は設計を構成しドキュメントを最適化する際に役立つ

bull 主としてVirtualLabはピクセルサイ

ズが多様かつ設計プロセス中に決定される古典的な回折光学素子（DOE）の設計に使用される

bull SLMセットアップの場合要素のピク

セルサイズは固定パラメータであるためセッションエディタにて手動で指定する必要がある

16 file SLM0001_TopHat_SLM-Design_3_DesignDocca2

設計結果位相透過関数

隣接する位相分布は2モジュロディスプレイで示される

17 wwwLightTranscomfile SLM0001_TopHat_SLM-Design_4_DesignedTransmissionca2

アプリケーション例の詳細

シミュレーションと結果

wwwLightTranscom

設計結果メリットファンクションと出力

bull デザイン結果の特性なパラメータは[解析]タブで計算できる出射フィールド（振幅）は疑似カラー（虹色）で表示される

bull Show Light PathをクリックするとシステムのLight Path Document（LPD）が開く

19

wwwLightTranscom

設計結果メリットファンクションと出力

bull デザイン結果の特性なパラメータは[解析]タブで計算できる出射フィールド（振幅）は疑似カラー（虹色）で表示される

bull Show Light PathをクリックするとシステムのLight Path Document（LPD）が開く

19

ティルト光学系でシミュレーションを行うための事前設定1-2

設計された位相データは開いているLPDに自動的に挿入される反射型SLM光学系ではある程度の調整が必要となる

1 ティルトした光学素子は元のピクセルサイズを有すため設計された透過関数のサンプリング距離は実際のSLMパラメータ（20μmtimes20μm）に従って設定されなければならない

2 さらにVirtualLabでは矩形のピクセル形状によって引き起こされる光学的効果を考慮する事ができる

20 wwwLightTranscomfile used SLM0001_TopHat_SLM-Design_5_FinalReflectiveSetuplpd

ティルト光学系でシミュレーションを行うための事前設定3-4

3ティルト反射設定は理想

ミラーを追加することによって構成する必要がある

4次に両方の素子における必要なティルト角を設定する

21 wwwLightTranscomfile used SLM0001_TopHat_SLM-Design_5_FinalReflectiveSetuplpd

ティルト光学系でシミュレーションを行うための事前設定5

5 理想的なレンズ素子は軸外非近軸シミュレーションには適していないため後述の関連する収差を考慮するためのレンズ（SLM0003を参照）か本事例で紹介の完全な収差のないフーリエレンズを実現する2f-光学系に変えなければならない

22 wwwLightTranscomfile used SLM0001_TopHat_SLM-Design_5_FinalReflectiveSetuplpd

システムの3Dディスプレイ

光学系の構成を図示するために異なる素子間に距離を追加 これはシミュレーションには必要ない （2f光学系素子は前後の伝播距離をすでに考慮している）

23 wwwLightTranscom

より高いシンク次数評価

bull いくつかのデータポイントによる各SLMピクセルのシミュレーションは

周期構造によって引き起こされる回折効果の考慮ができる

bull 得られた回折次数は各画素が矩形構造あるためsinc関数（いわゆる高次の次数）によって変調される

bull この強度変調は達成可能な均一性誤差に影響を及ぼす IFTAの設

計プロセスではこの効果を補うことが可能

24 wwwLightTranscom

wwwLightTranscom

システムのシミュレーション結果

視覚 疑似カラーで表された振幅システムのシミュレーションの結果所望の要件

bull 効率 gt 95

bull SN値 gt 30 dB上記レベルを容易に実現

25 file used SLM0001_TopHat_SLM-Design_5_FinalReflectiveSetuplpd

まとめ

VirtualLabの組み込みツール

bull 反復フーリエ変換アルゴリズム（IFTA）bull 補助のセッションエディタ

bull 回折効果に最も適した多様なオプションを提供するクラシカルフィールドトレーシングシミュレーションエンジン

これらを使用して

1 SLM用に設計された最適化された位相分布を生成し

2 最終光学系の設定でシミュレートされた出力を分析する

SLM

pixels

26 wwwLightTranscom

ステップ毎の説明

最適化と解析を含むSLMシステムを設定し設計を実行する一般的なアプローチ

Skip

設計と解析手順

28 wwwLightTranscom

1 使用されているSLMモジュールに従って基本条件を確認する

2 入射出射フィールドをそれぞれ特定する

3 非正規入射の場合圧縮されて現れるSLMピクセルのサイズを計算する

4 透過関数の設計と最適化によりアシストされた回折ビーム整形セッションエディタを

5 構成することにより光学系全体を定義する

6 幾何学的な事前設計に続いて最終的な反復設計および最適化を行う

1 Light Path Diagramを生成しSLMのアパチャーサイズと最終的なサンプリングサイズを設定する

2 Light Path Diagramを変換し理想的な平面ミラー素子を挿入次にこのミラーと透過素子の向きを調整する

3 1f 2f光学系素子で理想レンズを交換し距離を調整して影響を受けたすべての伝播に対して回折回転演算子を選択する

4 長方形のSLMピクセルのために回折素子の透過素子にピクセル化係数を設定

5 シミュレーションを実行する

設計

解析

設計と解析手順

28 wwwLightTranscom

1 使用されているSLMモジュールに従って基本条件を確認する

2 入射出射フィールドをそれぞれ特定する

3 非正規入射の場合圧縮されて現れるSLMピクセルのサイズを計算する

4 透過関数の設計と最適化によりアシストされた回折ビーム整形セッションエディタを

5 構成することにより光学系全体を定義する

6 幾何学的な事前設計に続いて最終的な反復設計および最適化を行う

1 Light Path Diagramを生成しSLMのアパチャーサイズと最終的なサンプリングサイズを設定する

2 Light Path Diagramを変換し理想的な平面ミラー素子を挿入次にこのミラーと透過素子の向きを調整する

3 1f 2f光学系素子で理想レンズを交換し距離を調整して影響を受けたすべての伝播に対して回折回転演算子を選択する

4 長方形のSLMピクセルのために回折素子の透過素子にピクセル化係数を設定

5 シミュレーションを実行する

設計

解析

D1SLMの構造からわかること

bull SLM-画素のサイズが固定されてい

るために結果としての出射フィールドの最大拡張が予め決定される隣の式はこの拡張を計算する

bull これらの狭窄はVirtualLabの回折

ビーム整形セッションエディタの設定によって自動的に考慮される

bull SLMの合計サイズも固定されている

したがって到達可能なターゲットフィールドの分解能も直接導かれ隣の二番目の式によって計算することができる

出射フィールドの直径

119863out (for 1f2f-setups with z = f )

119863out = 2∆119911 ∙ tan arcsin120582

2120575120575trans119899out

paraxial amp119899out = 1

119863out

= Δ119911119911

120575 119909 tra n

s

出射フィールドのサンプリング距離120575120575out

120575120575out = ∆119911 ∙ tan

arcsin120582

119863trans119899out

outparaxial amp 119899 = 1 out 120575120575 =Δ119911

119863tra n s

hellip波長 120575120575transhellipSLM ピクセルサイズ 119863transhellip設計された透過関数のサイズ(ビーム整形のアプリケーションの場合＝SLM直径) 119899outhellip外装材の屈折率

29 wwwLightTranscom

D1達成可能な出射フィールドのパラメータ

このSLMでは

bull 以下サイズの総合出射フィールドが可能となる

out119863 =Δ119911120582

120575120575trans=

50mm ∙ 532nm

20micromasymp 133mm

bull x方向およびy方向のターゲット面における達成可能な分解能

120575120575out119909 =119863trans

=Δ119911120582 50mm ∙ 532nm

1584mmasymp 168microm

120575120575out119910 =Δ119911120582

119863trans=

50mm ∙ 532nm

12mmasymp 222microm

30 wwwLightTranscom

D2入射フィールド

bull 入射フィールドの生成にはVirtualLabの光源モデルを使用することができる

bull 予定した入射レーザビームの光分布については光源リボンバーからのガウス波モデルを使用する

ndash [スペクトルパラメータ]タブで波長を指定する

ndash [スペクトラムパラメータ]タブで波長を指定する

31 wwwLightTranscom

D2 出射フィールド

bull 出射フィールドの生成にはVirtualLabの光源モデルを使用することができる

bull 所望のターゲット明視野分布の定義については光源リボンバーからのスーパーガウス波モデルを使用する

ndash [スペクトルパラメータ]タブで波長を指定する

ndash [スペクトラムパラメータ]タブで波長を指定する

bull 分離可能（Rect-Symm）

bull 1 e2ウエスト半径

bull エッジ幅（ビーム整形素子なしの光学配置によって得られる単一の目標スポット半径よりも大きくすべきである）

32 wwwLightTranscom

D3入射角

bull 使用される浜松ホトニクス社 SLM X10468のパラメータ

xとy方向のピクセルサイズ 120575120575trans = 20micromndash

ndash ｘとy方向の全直径 119863trans119909 119863trans119910 = (1584 1200) mm

bull 意図された入射デカルト角度α= 10degでSLMを見た場合に現れるように圧縮されたSLMピクセルを計算する

120575120575transdesign = 120575120575trans ∙ cos 120572 = 20microm ∙ cos 10deg = 19696microm

119863transdesign = 119863trans ∙ cos 120572 = 1584mm ∙ cos 10deg = 15600mm

33 wwwLightTranscom

これらのサイズは設計に使用する必要あり

IFTA設計プロセスの光学系の概要

ティルト角に応じてx方向に圧

縮された画素を有する位相のみの透過関数によって表される透過型ビームシェイパー

ターゲット面

照射ビーム強度 トップハットの強度（スペックルなし）

2f-setup

flsquo=50 mm

周囲媒質真空

f=50 mm

34 wwwLightTranscom

D4セッションエディタの設定

bull 作成された照光および目標光分布を設定する

bull 最適化領域のオプションを選択する

bull 焦点距離を設定する

bull SLAパラメータおよび関連する内容に従って固定ピクセルサイズを指定する

bull 有効なSLMアパーチャサ

イズを指定する（セッションエディタはより正確な設計のための最適化プロセスのためにこのアパーチャサイズを自動的に増やす）

bull Nextをクリック35 wwwLightTranscom

D4パラメータの概要によるチェック

bull より正確な設計のために最適化プロセス中にアパーチャサイズが自動的に増加するその後正しいアパーチャサイズを再度調整する

bull Create Optimization

Documentをクリックする

36 wwwLightTranscom

D5幾何学的な事前設計

1 反復フーリエ変換アルゴリズム（IFTA）の出発点として幾何学的光学ビーム整形に基づく事前設計が行われる

2 矩形のターゲットパターンの場合Cartesian Separabilityを選択する

3 初期設計を開始する

1

2

3

37 wwwLightTranscom

D5IFTA -位相レベルの数

SLMで使用可能な位相レベルがごくわずかしかない場合はタイプ「Quantized Phase-

Only」を選択した後Specificationタブで対応する番号を設定する必要がある

浜松ホトニクス社 SLMは位相レベル表現に実質的に8ビットを提供するしたがってほとんど連続的である最終的なデータのエクスポートにおいて実際の数値は後で考慮される

38 wwwLightTranscom

D5IFTA - Sinc変調を補正する

矩形のピクセルのために生成された強度分布はSinc関数の幅に従って変調を示す

Simulate Pixelationを選択するとVirtualLab

はこのエフェクトを分析的に計算し設計中に補正する

39 wwwLightTranscom

D5IFTA ndash設計の設定

以前に計算されたものを初期の透過関数として使用するにはIFTA

Approachに変更しGenerate Initial

Transmissionを無効にする

設計ステップを調整する

計算時間を短縮するにはEnable LoggingとともにShow Final Transmission

and Output Fieldを無効にする

設計を開始する

40 wwwLightTranscom

IFTA -事前解析

bull 設計が完了したら[Analysis]タブの結果を確認する

bull 出射フィールドを表示することができる例えば疑似カラー（虹色）で表示される

bull IFTAは位相値を適切に制御するためビームシェイパーの設計時に大きなフィールドを使用するためIFTAの解析結果は後のシステム全体のシミュレーションとわずかに異なる

41 wwwLightTranscom

A1全てのシステムを取得する - LPD

bull 次に[Show Light Path]をクリックして対応するLight Path Diagram

（LPD）を取得するbull これはDiffractive Optics Toolbox

LPDでより多くのオプションを得るために後からStart Toolbox LPDに変換する

bull 前提としてIFTAは常に透過型の軸上のシステムを出力する

bull したがって後で実際のジオメトリの最終シミュレーションを行うためにシステムを少し変更する

bull まず設計された位相データに関する最終的な準備を行う

42 wwwLightTranscom

A1 SLMアパチャーを適用

bull まず実際のSLMピクセル数に対応する透過領域を抽出する必要がある

bull この抽出は Diffractive Beam Shaper Session Editor ウィンドウでNext

をクリックすると自動的に行われる

bull その後Extractをクリックして指定されたアパチャーを含む設計された透過関数を取得する

43 wwwLightTranscom

A1サンプリング距離を調整する

bull IFTAの設計にのみに必要であるためx方向のサンプリング距離を再調整する（システム全体ではSLMの元のピクセルサイズと意図された傾きがある）

bull このサンプリング距離の再調整はProperty Browser

の[Data]タブで行う

bull この動作は設計全体が軸上の設定（ビームスプリットキューブを用いて透過型または反射型）に従っていた場合には必要ではない

44 wwwLightTranscom

A1透過関数の交換機能

bull 次に調整されたものとLPDに記憶された透過関数を交換する ダブルクリック

45 wwwLightTranscom

A2Starter Toolbox LPDに変換する

bull Diffractive Optics Toolbox LPDのライトパスエディタのツールボタンをクリックし「Convert to Starter Toolbox LPD」をクリックする

bull これにより挿入する光学素子の完全な選択ツリーリストが表示される

46 wwwLightTranscom

A2 実際のシステムのジオメトリの調整

1 Calculated Transmissionの前にIdeal Plane Mirrorを挿入する

2 ミラーを10deg傾ける3 透過素子とミラー平面とを重ねるためには逆の角度（-10deg）でIsolated

Positioningで傾けなければならない

1

2

3

47 wwwLightTranscom

wwwLightTranscom

A3 2f光学系を設定する

48

理想的なレンズ素子は軸外の非近軸シミュレーションには適当でないため次のどちらかによって交換する必要があるbull 関連する収差を考慮するために後に意図されるレンズ

bull もしくはここで見せたような完全な収差のないフーリエレンズを実現する2f光学系素子すなわち2f光学系素子は偏向された光を平面スクリーン上の意図された位置へ完全に焦点を合わせその結果非平行性を補正する素子の前後の伝播距離はその編集ダイアログのパラメータ設定を介して考慮される

file used SLM0001_TopHat_SLM-Design_5_FinalReflectiveSetuplpd

A3回転演算子の選択

ダブルクリック第一ステップ

FreeSpace

Operaterにて

bull 傾斜面での回折効果を扱う際には関係する素子についてDiffractive Rotation Operatorを使用する必要がある

bull SLMピクセルが小さいほど回折効果が強いほどこの選択が重要になる

D希望の伝搬

49 wwwLightTranscom

第二ステップRotation

Operatorにて

A4ピクセル化された透過関数のシミュレーション

bull デフォルトではVirtualLabは設計された各ピクセルを1つのデータ点（シミュレーションピクセル）でシミュレートする

bull 矩形遷移（SLM）ピクセルの効果を考慮する必要がある場合各遷移ピクセルは複数のデータポイントで表される必要がある

bull ここではPixelation Factorを導入することによって各トランジションピクセル領域を3x3

データポイントでシミュレートする

bull それでもSLMピクセル間のギャップは考慮しない SLM0002に導入された特別なコンポーネントと見なすことができる

bull この考慮事項は計算フィールドと出力フィールドのサイズを増加させる

50 wwwLightTranscom

ダブルクリック

A5完全な光学系のシミュレーション

Classic Field Tracingは以下を示す

1 トップハット内の振幅変調（虹色の配色）

2 矩形の透過ピクセルによる高いsinc次数（逆虹色配色）

3 異なるメリット関数値

1

51 wwwLightTranscom

2

3

ミラーリングに関するオプションと注意

異なる構造スクリーンおよび製造

ミラーリングを考慮する

53 wwwLightTranscom

希望の光学系の構造に関してユーザはこのようなビーム整形素子を設計する際に異なる問題を考慮する必要がある例えば

bull 素子のどちら側に構造体を配置すべきか

bull 光学系は透過型か反射型か

bull ターゲットパターンを光を見る事が出来るような透明なスクリーン上または不透明なスクリーン上に見なければならないかどうか

bull さらなる使用のためにデータを渡す方法（メーカー SLM入力）（必要な座標系は何か）

したがってユーザはミラーリングされたパターンを使用して設計したりミラーリング効果を避けるために構造の-1z-スケーリング（反転）または-1x-スケーリング（ミラーリング）を使用する必要があるVirtualLabはそのような観点から必要なすべてのツールを提供している

提示されたSLMシステムの点対称ターゲットパターンについて特別な考慮は必要ない

ミラーリングを考慮する

53 wwwLightTranscom

希望の光学系の構造に関してユーザはこのようなビーム整形素子を設計する際に異なる問題を考慮する必要がある例えば

bull 素子のどちら側に構造体を配置すべきか

bull 光学系は透過型か反射型か

bull ターゲットパターンを光を見る事が出来るような透明なスクリーン上または不透明なスクリーン上に見なければならないかどうか

bull さらなる使用のためにデータを渡す方法（メーカー SLM入力）（必要な座標系は何か）

したがってユーザはミラーリングされたパターンを使用して設計したりミラーリング効果を避けるために構造の-1z-スケーリング（反転）または-1x-スケーリング（ミラーリング）を使用する必要があるVirtualLabはそのような観点から必要なすべてのツールを提供している

提示されたSLMシステムの点対称ターゲットパターンについて特別な考慮は必要ない

SLMアプリケーションのデータエクスポート

Skip

ビットマップエクスポート

55 wwwLightTranscom

bull 設計後データをSLMに転送する必要がある一般的なのはデータをビットマップ（BMP）ファイル形式に変換しグラフィックスディスプレイドライバを介してSLM

を作動させる方法である

bull このようなBMPエクスポートについては以下の手順を考慮する必要がある

1 IFTA設計中に量子化レベルが導入された場合認識可能なレベルのSLMの数に応じてこれを行うことができる

2 インポートされたSLM-Phase-Correctionファイルを乗算する（SLM製造業者がそのように提供している場合）

3 Phase から Real Partに移動する

4 Positiveを上げる

5 最大化する値を1にする

6 実数部を認識可能なレベルの数で別々に掛けるeg 255 ( 0 to 255)

7 BMPへのエクスポート（ファイルgtエクスポート） -つまり0から認識可能なSLMレベルまでの黒白の実数部

ビットマップエクスポート

55 wwwLightTranscom

bull 設計後データをSLMに転送する必要がある一般的なのはデータをビットマップ（BMP）ファイル形式に変換しグラフィックスディスプレイドライバを介してSLM

を作動させる方法である

bull このようなBMPエクスポートについては以下の手順を考慮する必要がある

1 IFTA設計中に量子化レベルが導入された場合認識可能なレベルのSLMの数に応じてこれを行うことができる

2 インポートされたSLM-Phase-Correctionファイルを乗算する（SLM製造業者がそのように提供している場合）

3 Phase から Real Partに移動する

4 Positiveを上げる

5 最大化する値を1にする

6 実数部を認識可能なレベルの数で別々に掛けるeg 255 ( 0 to 255)

7 BMPへのエクスポート（ファイルgtエクスポート） -つまり0から認識可能なSLMレベルまでの黒白の実数部

エクスポート1量子化レベルを導入

56 wwwLightTranscom

量子化は設計中または設計後に適用することができる

1 IFTA設計および最適化の間に等距離データ（例えば位相）レベルを導入すると計算時間が長くなる

しかしより少ない数の量子化レベルではこのプロセスはスマートなアルゴリズム（ソフト導入）によって非常にスムーズに行われるためこのオプションを使用する必要がある

2 SLMが多数のレベル（すなわちほぼ連続した例えば200）を認識する場合Hard Quantizationは透過関数の変化がほとんどないインターフェースを介してその後に適用されしたがってほとんど変わらないメリット関数値が適用される

操作リボンgt Quantization gt Hard Quantizationにて行われる

エクスポート2 SLM位相補正

57 wwwLightTranscom

bull 通常SLMは完全にフラットではないため製造元によっては特定の位相補正機能が用意されているがこれには設計された透過関数を乗算する必要がある

bull キーボードの[]ボタンを使用するか操作リボンバーgt Array -

Array Operations gt Multiplicationを使用して補正関数をインポートし計算されたと乗算する

VirtualLabのデータインポートに関する詳細はTutorial 33701を参照

エクスポート3 Phase から Real Part

PhaseからReal Partに移動する

操作リボンバーからgtField Quantity Operation gt Phase からReal Partへ移動

58 wwwLightTranscom

エクスポート 4 Lift Positive

操作リボンバーからgt AmplitudeReal Part Manipulations gtLift

Positive

59 wwwLightTranscom

エクスポート5標準化

操作リボンバーから gt Amplitude Real Part Manipulation gt

Normalize

60 wwwLightTranscom

エクスポート6最大値の調整

操作リボンバーから gt Operation with Constant gt Multiply Constant

61 wwwLightTranscom

エクスポート7 BMPエクスポート

Fileメニューからgt Export gt Export as Image

次のエクスポートダイアログでファイル形式をBMPに変更しますこれでビットマップデータをSLMモジュールに転送できます

62 wwwLightTranscom

参考文献

wwwLightTranscom

参考文献

bull Get Started動画ndash Introduction to the Light Path Diagram

ndash Introduction to the Parameter Run

ndash Introduction to Parametric Optimization

bull このアプリケーション例に関連するドキュメントndash Tutorial 337 Introduction to the Data Array Import

ndash SLM0002 Simulation of Light Diffraction at Pixels of an SLM

ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based

Beam Shaping Setup

64

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参考文献

bull Get Started動画ndash Introduction to the Light Path Diagram

ndash Introduction to the Parameter Run

ndash Introduction to Parametric Optimization

bull このアプリケーション例に関連するドキュメントndash Tutorial 337 Introduction to the Data Array Import

ndash SLM0002 Simulation of Light Diffraction at Pixels of an SLM

ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based

Beam Shaping Setup

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