空间光调制器应用软件说明(第二版)

空间光调制器应用软件说明(第二版) 一．产生输入空间光调制器的图
案 (2)
1.1启动产生SLM(空间光调制器)图案界
面 .............................................................. 2 1.2 读入目标
图 ..................................................................... . (2)
1.3计算相角
图 ..................................................................... .. (3)
1.4添加傅里叶模
板 ..................................................................... (4)
1.5添加菲涅尔模
板 ..................................................................... (5)
1.6直接读入相角
图 ..................................................................... (6)
二．产生基本光学元件图
案 ..................................................................... .. (7)
2.1启动产生基本光学元件图案界
面 ..................................................................... .... 7 2.2基本光学元
件 ..................................................................... . (8)
2.2.1圆
孔 ..................................................................... .. (8)
2.2.2二元菲涅尔透
镜 ..................................................................... .. (9)
2.2.3菲涅尔透
镜 ..................................................................... . (9)
2.2.4轴锥透
镜 ..................................................................... (10)
2.2.5单
缝 ..................................................................... (10)
2.2.6双
缝 ..................................................................... (11)
2.2.7二元光
栅 ..................................................................... (11)
2.2.8正弦光
栅 ..................................................................... (12)
2.2.9闪耀光
栅 ..................................................................... (13)
1
1.1SLM()
如图1所示，点击左上菜单栏中“SLM图案产生”的“产生相位图”。

启动软件界面，在这个界面内产生一幅输入到SLM上的相位图。

图 1
1.2
如图2所示，点击“读入图片”按钮，本软件只能读入BMP格式图片，读入图片大小在512*512之内。

超过大小的图片不能读入。

所有读入图片会预先转换成256灰阶灰度图。

根据读入图片大小在图片周围填入黑边，使图片扩充到32*32、64*64、128*128、256*256、512*512中最接近的一种图片大小以便进行
迭代计算。

本软件为了显示效果，其中显示的所有图片都是固定大小显示为256*256，实际计算和输出根据图片实际大小。

2
图 2
1.3
如图3所示，读入目标图片后，点击“计算”按钮，经计算得到输出到SLM上的相角图和根据相角图模拟计算得到的仿真结果。

经模拟计算得到的仿真结果和实际经过SLM产生的结果接近。

要得到更好的结果可以增加迭代次数，默认
50次可以得到较理想的结果。

得到相角图后，点击“输出SLM”按钮输出到SLM板面上。

点击“保存相
角图”按钮可以把产生的相角图保存到本地电脑上。

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图 3
1.4
计算出相角图后。

可以通过在相角图上加入傅里叶模板，根据实际需要移
动由SLM上的相角图衍射得到的目标图。

X轴表示横向移动方向，y轴表示纵向移动方向。

两个方向移动的步长范围从0到图像边长。

填入需要的步长值后，点击“加入相移”按钮，把傅里叶模板加入相角图中并得到仿真结果图。

点击“输
出SLM”按钮输出到SLM板面上。

(傅里叶模板的作用效果和菲涅尔模板的效果不能叠加，只能选择其中一种效果。

)
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图 4
1.5
计算出相角图后。

可以在相角图上加入菲涅尔模板。

加入菲涅尔模板后，
目标图在确定的焦距上清晰成像，。

目标图面积与填入的焦距成正比。

在“矩阵大小”中，根据迭代计算得到的原始相角图大小可以选择添
加菲涅尔模板的大小并确定最终得到的相角图大小。

点击“加入FZP”按钮，把菲涅尔模板加入相角图。

(傅里叶模板的作用效果和菲涅尔模板的效果不能叠加，
只能选择其中一种效果。

)
5
图 5
1.6
如果之前有保存计算好的相角图，可以直接使用软件读入到并平铺在SLM。

对于读入的相角图，没有分辨率的要求。

但是只对读入图片分辨率为32×32、
64×64、128×128、256×256、512×512的相角图进行仿真和加入模板的功能，并直接在SLM上平铺显示，对于加入模板后的相角图要点击“输出SLM”按钮才能在SLM上显示。

对于其他分辨率的相角图直接在SLM上平铺显示。

如图6所示。

6
图 6
2.1
如图7所示，点击左上菜单栏中“基本光学元件”的“各种光栅”。

启动软件界面，在这个界面内包含9种基本光学实验所需的光学元件，并可以根据实际
需要修改光学元件的参数。

界面上产生的光学元件图案都是根据实际SLM的分辨率计算，为了在界面中显示完整图案，所有光学元件图案都经过压缩显示。

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图 7
2.2
2.2.1
如图8所示，点击“圆孔”按钮进入产生圆孔界面，在“圆孔半径”中填入需要圆孔的半径值。

点击“OK”得到圆孔图案。

点击“输出SLM”按钮将圆孔图案输出到SLM上。

图 8
8
2.2.2
如图9所示，点击“二元菲涅尔透镜”按钮进入产生二元菲涅尔透镜界面，在“焦距”中填入需要二元菲涅尔透镜的焦距。

点击“OK”得到二元菲涅尔透镜图案，点击“输出SLM”按钮将二元菲涅尔透镜图案输出到SLM上。

图 9
2.2.3
如图10所示，点击“菲涅尔透镜”按钮进入产生菲涅尔透镜界面，在“焦距”中填入需要菲涅尔透镜的焦距。

点击“OK”得到256灰阶菲涅尔透镜图案，
点击“输出SLM”按钮将菲涅尔透镜图案输出到SLM上。

图 10
9
2.2.4
如图11所示，点击“轴锥透镜”按钮进入产生轴锥透镜界面，在“锥角”
中填入需要轴锥透镜的锥角。

轴锥透镜在锥角小于0.02的情况下效果较明显。

点击“OK”得到轴锥透镜图案，点击“输出SLM”按钮将菲涅尔透镜图案输出到SLM上。

图 11
2.2.5
如图12所示，点击“单缝”按钮进入产生单缝界面，在“缝宽”中填入需要单缝的缝宽值。

点击“OK”得到单缝图案。

点击“输出SLM”按钮将单缝图案输出到SLM上。

图 12
10
2.2.6
如图13所示，点击“双缝”按钮进入产生双缝界面，在“缝宽”中填入需要双缝的缝宽值。

在“缝间距”中填入双缝之间的距离。

点击“OK”得到双缝图案。

点击“输出SLM”按钮将双缝图案输出到SLM上。

图 13
2.2.7
如图14所示，点击“二元光栅”按钮进入产生二元光栅界面。

勾选“水平光栅”选择产生水平光栅。

在“沟宽”中填入需要光栅的黑底宽度。

在“线宽”
中填入需要光栅的白线宽度。

点击“OK”得到光栅图案。

同理勾选“垂直光栅”可得到垂直二元光栅。

当水平和垂直光栅都勾选则产生二维二元光栅。

点击“输出SLM”按钮将光栅图案输出到SLM上。

11
图 14
2.2.8
如图15所示，点击“正弦光栅”按钮进入产生正弦光栅界面，在“正弦周期”中填入需要正弦光栅的一个周期的宽度。

点击“OK”得到正弦光栅图案。

点击“输出SLM”按钮将正弦光栅图案输出到SLM上。

图 15
12
2.2.9
如图16所示，点击“闪耀光栅”按钮进入产生闪耀光栅界面，在“光栅间距”中填入需要闪耀光栅的一个周期的宽度。

点击“OK”得到闪耀光栅图案。

点击“输出SLM”按钮将闪耀光栅图案输出到SLM上。

图 16
13。