本案例介绍如何导入ASCLL码或位图数据定义的位相板并进行衍射模拟 9>gxJ7pY 关键词:衍射光学,衍射光学元件,扩散器,分光器,位相板,位相衍射成像照片,电脑再现全息图(Computer Generated Hologram, CGH) )?35!s6 z~[:@mGl 所需工具箱:Starter Toolbox Basic; Diffractive Optics Toolbox Basic W;~ f865 &L3OP@; 相关Tutorials: X}T/6zk 建模任务 YyOPgF] M +O`3eP`u
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照射光束参数 H CKD0xx
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p,_,o3@~
·波长:532nm !|!k9~v!
·激光光束腰斑( 1/e2):500um 0=N,y 3r{3HaN(^' N?cvQR{r9 W+HiH`Qb] +NML>g#F~z UQq,Xq 用户自定义位相板
"R8: s 相位调制信息存贮在文件MO.002_Diffraction_At_User_D
ITcgpK6k efined_Phase_Plates_01.bmp
X.~z:W+ 和文件MO.002_Diffraction_At
p
mv6m _User_Defined_Phase_Plates_0
Ir%L%MuR] 2.txt中
"Zk# bQ2j 取样间隔:5um
_v~c3y). 周期:160×160um
Q-A:0F&{t 用户自定义位相板的导入
yVF1*#" 用户自定义位相板可从ASCLL和位图文件中导入(支持﹡.bmp; ﹡.jpg; ﹡.png格式)。
yV{&x 两种文件导入方法步骤如下:
%6A."sePO 位图文件导入
Po(Y',xI[ ·在下拉菜单中单击import选项。
nV/8u_ ·选择位图文件
E?\&OeAkO (支持 ﹡.bmp;
;E,^bt<U ﹡.jpg; ﹡.jpeg;
;<=Z\NX ﹡.png格式)。
}XmrfegF %S$P<nKN5 *\#/4_yB} TcW-pY<N ·选择文件
qp#Is{=m MO.002_Diffraction_At_User_Defined_Phase_Plates_01.bmp
Uc>kiWW · 单击打开按钮
#&v86 i}&&rr ibzcO,c ·然后会出现如下对话框:
%"<|u)E · 支持存储在bitmap different
]~a;tF>Fw
z@bq*':~J Interpretations物理意义数据
qq
Vjx?bKe · 对于振幅和位相板选择
u^6@!M Monochromatic (LUT based)项
%}.4c8 · 建议使用灰阶位图
`'W/uCpl · 点击OK
n*gr(S -|z
]Ir 接着会出现如下对话框:
;$a+ > KjWF;VN*[3 fyt ODsb> · 该对话框可解析位图的颜色。
C8{bqmlm@ · 选择Field Quantity
<x!q!; Phase项告诉
软件位图将执行位相操作。
RB\
Hl · 选择位相取值范围,
8
x=J&d 该值对应于色阶的最小值和最小值。对于二进制位相板,该值范围为- 到0.
_sp,,gz vl`Qz"Xy }na0 ·导入的位图需要指定色阶,即定义位图的颜色。色阶为用户定义的两种或三种颜色的线性变化。如要使用三色色阶需选择Use Middel Color项。
h.Y&_=Gc Q,ezAE · 点击Preview按钮可预览导入的位图。
eeVDU$*e= · 点击OK按钮导入。
pwF+ZNo 创建传输器
uBp,_V? hD>]\u · 该屏幕截图显示所导入的位相分布。
%IA1Y>` 8=K%7:b · 导入的数据为光场的复振幅分布。它可以在状态栏中看到(Globally Polarized Complex Amplitude),光场的形状可在Light View中观察。
a/\SPXQ/9 · 如需要将导入的位相分布作为位相板的位相调制信息,则需要创建琼斯矩阵传输器(Jones Matrix Transmission)。
"U"phLX |mM K9OEu · 转换成琼斯矩阵传输器的步骤为:主菜单下Edit-Conversion-Jones Matrix Transmission
|?cL>]t ^4 MJ TS_5R>R3 · 该截图显示了转换后的琼斯矩阵传输器(Jones Matrix Transmission)。
!1b}M/Wx · 它在状态栏中有显示。
CyfrnU8g cyMvjzzRN 导入ASCLL文件
|D% O`[k+ ·在下拉菜单中单击import选项。
.B+Bl/ ·选择ASCLL文件
'fK3L<$z#m (﹡.txt格式)。
_2-fH ·选择文件
Z5j\ M MO.002_Diffraction_At_User_Defined_Phase_Plates_02.txt。
/3`yaYkSh · 单击打开按钮
x/pX?k *M? [Gro/ +P &S0/ ·然后会出现下面对话框:
exZgk2[0 H|Y*TI2vf8 `<3%`4z/ · 导入ASCLL物理解析数据选择Complex Amplitude Type Transmission项。
/Hs\`Kg"! · 导入的数据在VirtualLabTM中以双
精度、浮点整数数据类型存储。用户可以选择存储Complex Data或实部。这些设置可帮助节省内存空间。基于这些设置可在保证精度的情况下在不用在内存中存储全部数据。
P5JE = &M · Field Quantity允许用户以数据的振幅平方、振幅、相位、实部或虚部等方式导入。
}ed{8"bj · VirtualLabTM无法解析标题行,用户需要去掉数据类型的标题行以及其他类型的标题行。
+C}s"qrb@ e**<et. · 用户需要用选择一个行分隔,同时数据行需用一个字符结尾。
/n2qW.qJ> · 右下角的表格给出了ASCLL文件的数据预览。无法解析的数据将以红色字体标出,同时弹出一条警告消息。
&gg Om *@VS^JB · 如果导入的ASCLL文件数据可以正确解析,那么点击Preview按钮可以进行预览。
1gA^Qv~? · 点击OK按钮导入。
.GSK!1{@ 3v91 yMx Zv0'OX~8i yMz dM&a!* · 该截图显示了所导入传输器的相位。
[t6Y,yo&h4 位相板传输器的周期
oO3X>y{gN Ueu~803~ · 位相板可以是周期或非周期的。
qOTo p- · 周期位相板只有其中的一个周期能被导入。
HdR TdV · 在主窗口的右侧激活Property Browser。
d4m@u$^1B · 在Property Browser中将属性 Periodic Transmission设为true。
x
MFo N;HG@B!m }Ip1|Gj ·位相板传输器的Sampling Distance导入之后被设为默认值(10×10um)。
nb\pBl ·在Property Browser中改变Sampling Distance和Array Size以达到目标值。
F-XL · 周期位相板中Array Size就等于周期值。
TFNB%| · 将Array Size设为160×160um
G@3Jw[t 位相板的衍射模拟
to{7B7t>q · 在主菜单中以光路径图或傅里叶光学模式进行位相板的衍射模拟。
V"|`Z}XW · 两种方式的步骤将在下文中说明
AZE ·光路径图模拟需要基本工具箱(Starter Toolbox Basic)。
S-[S?&c` kXgc'w6EhF ,_UTeW6M · 可在主菜单中以傅里叶光学模式进行位相板的衍射模拟。· 点击主菜单中点击Gaussian Wave生成照射光束。
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