spatial light modulator (slm.0002 v1.0)... 空間光変調器（slm.0002 v1.0）...
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空間光変調器 （SLM0002 v10）
空間光変調器（SLM）のピクセルにおける光の回折のシミュレーション
アプリケーション事例の要約
bull 光源bull ガウシアンレーザービーム
bull 構成bull 反射型SLMとその後に続く2f光学系
bull ディテクタbull 視覚の模倣bull 電磁場分布
bull モデリング設計bull フィールド トレーシング
bull SLMピクセル間の非機能性ギャップによって引き起こされる回折効果を含むSLMピクセルアレイでの光の伝播シミュレーション
3 wwwLightTranscom
設定の詳細
スクリーン
光源
フーリエレンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
ギャップのある反射型SLMチップ
システム図
+
非機能性ギャップ
4 wwwLightTranscom
透過関数の設計
出力光トップハットビーム
入射光ガウスビーム
モデリングと設計の結果
視覚 振幅分布
8060 100
異なる SLM エリア
フィル ファクターの
結果
5 wwwLightTranscom
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
6 wwwLightTranscom
まとめ
詳細なアプリケーション例システムパラメーター
関連するアプリケーション例
8
SLM ピクセルへ位相値を送信
SLM0001
任意の光パターンを生成する SLM モジュールを動かすために要求される位相値の設計とシミュレーション
SLM0002
SLM ピクセル間のギャップの影響の実証
SLM0003
光のパターンを生成する際のレンズ収差の影響の調査
wwwLightTranscom
シミュレーション課題
製造上および技術上の問題で非機能性ギャップがすべてのピクセルの間に存在するこれらの特徴的なギャップはSLMの光学性能において回折効果を有しており以下のように検証される
光源
レンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
スクリーン
+
9 wwwLightTranscom
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
bull Documents Correlated with This Application Examples
ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
アプリケーション事例の要約
bull 光源bull ガウシアンレーザービーム
bull 構成bull 反射型SLMとその後に続く2f光学系
bull ディテクタbull 視覚の模倣bull 電磁場分布
bull モデリング設計bull フィールド トレーシング
bull SLMピクセル間の非機能性ギャップによって引き起こされる回折効果を含むSLMピクセルアレイでの光の伝播シミュレーション
3 wwwLightTranscom
設定の詳細
スクリーン
光源
フーリエレンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
ギャップのある反射型SLMチップ
システム図
+
非機能性ギャップ
4 wwwLightTranscom
透過関数の設計
出力光トップハットビーム
入射光ガウスビーム
モデリングと設計の結果
視覚 振幅分布
8060 100
異なる SLM エリア
フィル ファクターの
結果
5 wwwLightTranscom
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
6 wwwLightTranscom
まとめ
詳細なアプリケーション例システムパラメーター
関連するアプリケーション例
8
SLM ピクセルへ位相値を送信
SLM0001
任意の光パターンを生成する SLM モジュールを動かすために要求される位相値の設計とシミュレーション
SLM0002
SLM ピクセル間のギャップの影響の実証
SLM0003
光のパターンを生成する際のレンズ収差の影響の調査
wwwLightTranscom
シミュレーション課題
製造上および技術上の問題で非機能性ギャップがすべてのピクセルの間に存在するこれらの特徴的なギャップはSLMの光学性能において回折効果を有しており以下のように検証される
光源
レンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
スクリーン
+
9 wwwLightTranscom
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
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参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
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ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
bull 光源bull ガウシアンレーザービーム
bull 構成bull 反射型SLMとその後に続く2f光学系
bull ディテクタbull 視覚の模倣bull 電磁場分布
bull モデリング設計bull フィールド トレーシング
bull SLMピクセル間の非機能性ギャップによって引き起こされる回折効果を含むSLMピクセルアレイでの光の伝播シミュレーション
3 wwwLightTranscom
設定の詳細
スクリーン
光源
フーリエレンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
ギャップのある反射型SLMチップ
システム図
+
非機能性ギャップ
4 wwwLightTranscom
透過関数の設計
出力光トップハットビーム
入射光ガウスビーム
モデリングと設計の結果
視覚 振幅分布
8060 100
異なる SLM エリア
フィル ファクターの
結果
5 wwwLightTranscom
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
6 wwwLightTranscom
まとめ
詳細なアプリケーション例システムパラメーター
関連するアプリケーション例
8
SLM ピクセルへ位相値を送信
SLM0001
任意の光パターンを生成する SLM モジュールを動かすために要求される位相値の設計とシミュレーション
SLM0002
SLM ピクセル間のギャップの影響の実証
SLM0003
光のパターンを生成する際のレンズ収差の影響の調査
wwwLightTranscom
シミュレーション課題
製造上および技術上の問題で非機能性ギャップがすべてのピクセルの間に存在するこれらの特徴的なギャップはSLMの光学性能において回折効果を有しており以下のように検証される
光源
レンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
スクリーン
+
9 wwwLightTranscom
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
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参考文献
bull Get Started Videos
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ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
スクリーン
光源
フーリエレンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
ギャップのある反射型SLMチップ
システム図
+
非機能性ギャップ
4 wwwLightTranscom
透過関数の設計
出力光トップハットビーム
入射光ガウスビーム
モデリングと設計の結果
視覚 振幅分布
8060 100
異なる SLM エリア
フィル ファクターの
結果
5 wwwLightTranscom
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
6 wwwLightTranscom
まとめ
詳細なアプリケーション例システムパラメーター
関連するアプリケーション例
8
SLM ピクセルへ位相値を送信
SLM0001
任意の光パターンを生成する SLM モジュールを動かすために要求される位相値の設計とシミュレーション
SLM0002
SLM ピクセル間のギャップの影響の実証
SLM0003
光のパターンを生成する際のレンズ収差の影響の調査
wwwLightTranscom
シミュレーション課題
製造上および技術上の問題で非機能性ギャップがすべてのピクセルの間に存在するこれらの特徴的なギャップはSLMの光学性能において回折効果を有しており以下のように検証される
光源
レンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
スクリーン
+
9 wwwLightTranscom
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
bull Documents Correlated with This Application Examples
ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
モデリングと設計の結果
視覚 振幅分布
8060 100
異なる SLM エリア
フィル ファクターの
結果
5 wwwLightTranscom
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
6 wwwLightTranscom
まとめ
詳細なアプリケーション例システムパラメーター
関連するアプリケーション例
8
SLM ピクセルへ位相値を送信
SLM0001
任意の光パターンを生成する SLM モジュールを動かすために要求される位相値の設計とシミュレーション
SLM0002
SLM ピクセル間のギャップの影響の実証
SLM0003
光のパターンを生成する際のレンズ収差の影響の調査
wwwLightTranscom
シミュレーション課題
製造上および技術上の問題で非機能性ギャップがすべてのピクセルの間に存在するこれらの特徴的なギャップはSLMの光学性能において回折効果を有しており以下のように検証される
光源
レンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
スクリーン
+
9 wwwLightTranscom
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
bull Documents Correlated with This Application Examples
ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
6 wwwLightTranscom
まとめ
詳細なアプリケーション例システムパラメーター
関連するアプリケーション例
8
SLM ピクセルへ位相値を送信
SLM0001
任意の光パターンを生成する SLM モジュールを動かすために要求される位相値の設計とシミュレーション
SLM0002
SLM ピクセル間のギャップの影響の実証
SLM0003
光のパターンを生成する際のレンズ収差の影響の調査
wwwLightTranscom
シミュレーション課題
製造上および技術上の問題で非機能性ギャップがすべてのピクセルの間に存在するこれらの特徴的なギャップはSLMの光学性能において回折効果を有しており以下のように検証される
光源
レンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
スクリーン
+
9 wwwLightTranscom
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
bull Documents Correlated with This Application Examples
ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
詳細なアプリケーション例システムパラメーター
関連するアプリケーション例
8
SLM ピクセルへ位相値を送信
SLM0001
任意の光パターンを生成する SLM モジュールを動かすために要求される位相値の設計とシミュレーション
SLM0002
SLM ピクセル間のギャップの影響の実証
SLM0003
光のパターンを生成する際のレンズ収差の影響の調査
wwwLightTranscom
シミュレーション課題
製造上および技術上の問題で非機能性ギャップがすべてのピクセルの間に存在するこれらの特徴的なギャップはSLMの光学性能において回折効果を有しており以下のように検証される
光源
レンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
スクリーン
+
9 wwwLightTranscom
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
bull Documents Correlated with This Application Examples
ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
関連するアプリケーション例
8
SLM ピクセルへ位相値を送信
SLM0001
任意の光パターンを生成する SLM モジュールを動かすために要求される位相値の設計とシミュレーション
SLM0002
SLM ピクセル間のギャップの影響の実証
SLM0003
光のパターンを生成する際のレンズ収差の影響の調査
wwwLightTranscom
シミュレーション課題
製造上および技術上の問題で非機能性ギャップがすべてのピクセルの間に存在するこれらの特徴的なギャップはSLMの光学性能において回折効果を有しており以下のように検証される
光源
レンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
スクリーン
+
9 wwwLightTranscom
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
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Beam Shaping Setup
27
シミュレーション課題
製造上および技術上の問題で非機能性ギャップがすべてのピクセルの間に存在するこれらの特徴的なギャップはSLMの光学性能において回折効果を有しており以下のように検証される
光源
レンズ
SLM－ピクセルアレイかつミラー
スクリーン
+
9 wwwLightTranscom
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
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ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
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27
仕様ほぼコリメートされた入射レーザービーム
パラメーター 値と単位
波長 532 nm
ビーム半径(1e2) 33 mm
ビーム強度の発散角
0003deg x 0003deg
(全角 1e2)
M2-値 1
10 wwwLightTranscom
シングルモードレーザー
SLM0001と同じ
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
bull Documents Correlated with This Application Examples
ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
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ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
仕様SLM 透過関数
所望のトップハット ビーム形状を生成する透過関数（SLM0001で設計されたもの）
11 wwwLightTranscom
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
bull Documents Correlated with This Application Examples
ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
アレイサイズ(x)
アレイサイズ
(y)
ピクセル ピッチ(x)
ピクセルピッチ
(y)
仕様SLM ピクセルアレイ
SLM ピクセルアレイ上面図
ピクセルギャップ(製造によるもの)
Hamamatsu X10468 値と単位
アレイ サイズ 792 x 600 pixels
ピクセル ピッチ 20 microm x 20 microm
エリア サイズ 1584 mm x 120 mm
エリア フィル ファクター 98
光軸に対する素子の傾き
10deg
ldquoエリアフィルファクターrdquo
119891 =有効面積
アレイ面積
12 wwwLightTranscom
アプリケーション事例の詳細
シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
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27
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シミュレーションと結果
13
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
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27
VirtualLabにおけるギャップのある SLM のシミュレーション
bull コンポーネントが組み込まれているのでVirtualLabでは反射光学系（ミラー2f-光学系など）を簡単に構築することが可能である
bull 提供されたSLMモジュールは単純な透過関数からピクセルとギャップを含むアレイへの自動変換を可能にする
14 wwwLightTranscom
VirtualLabのSLMモジュール
bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
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計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
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結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
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bull ピクセルアレイを設定するためアレイのサイズとエリア フィルファクターが入力される必要がある
bull 設計されたSLMの透過関数を設定される必要がある したがってファイルSLM_Transmission_Func-
tionca2 のパスを入力する必要がある
15 wwwLightTranscom
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
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計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
bull Documents Correlated with This Application Examples
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for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
SLMの光学関数
bull 最初のステップとしてSLMの背後にある電磁場を調べるbull そのためには60のエリアフィルファクターが使用されるbull まず電場の振幅（Ex 成分）が示されこれはSLMピクセルおよびギャップの影響を示している
16 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_01_Nearfieldlpd
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
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計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
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90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
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特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
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bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
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結果
25 wwwLightTranscom
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SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
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参考文献
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Beam Shaping Setup
27
SLMの光学関数
bull ここではこの電場の（折り返された）位相（Ex 成分）が示されておりすべてのギャップで一定の値を示している
17 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
比較 グレーティングの光学性能
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bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
wwwLightTranscom
参考文献
bull Get Started Videos
ndash Introduction to the Light Path Diagram
bull Documents Correlated with This Application Examples
ndash SLM0001 Design of SLM Phase Modulation
for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
比較 グレーティングの光学性能
18 wwwLightTranscom
bull 実証されたピクセル化効果は同様の2D 周期構造の光学関数と比較することができる
bull ここで示された関数（振幅 Ex）はピクセルが一定の位相関数を示す SLM に匹敵する
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_02_2DGratinglpd
bull このような回折格子は光を x 方向と y 方向に分布する複数の回折次数へ回折させる（2D 周期構造に起因する）
bull 高次の振幅（および強度）は非常に速く減衰するため0 次1 次および2 次だけが光の大部分に寄与する
bull つまりSLM の場合強度がエリアフィルファクターによって決定される所望の分布（例トップハット）より高い次数も期待できることを意味する
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
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for Top Hat Generation
ndash SLM0003 Investigation of Lens Aberrations in an SLM-based
Beam Shaping Setup
27
ギャップを有する SLM の光学関数
ここではピクセルアレイのエリアフィルファクターによるフーリエ面内の SLM の光学関数を調べることができる
100 90 80
6070
19 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
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Beam Shaping Setup
27
ギャップを有する SLM の光学関数
70
ここでは同じ振幅スケール（Ex 成分）での光の分布を示している
(Ex-component)
100 90 80
60
20 wwwLightTranscomfile used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_03_Farfieldlpd
計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
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計算量の削減
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル
各辺最低1点のギャップ
例えばユーザーが指定した60のエリア フィル ファクター モジュールはアクティブエリア内の5 x 5ポイントを等間隔サンプリングにて計算する
ピクセルピッチ
(y)
60エリアフィルファクター
ピクセルピッチ(x)
必要なサンプル同様に最低1点のギャップ
90のエリアフィルファクターの場合アクティブエリア内の25times25サンプリングポイントであること
大きなフィル ファクターに関してはサンプリングが急激に増加する
ピクセルピッチ
(y)
90エリアフィルファクター
21 wwwLightTranscom
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
wwwLightTranscom
計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
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27
計算量の削減
bull 大きなフィル ファクターの場合に計算量を最適化するためには関連するアレイのサイズを小さくすることが有効である
bull このように単純化することは発光された領域がアレイのサイズよりも小さい（図の赤色で囲まれた領域が強度の 90 を含む）場合に特に効果的である
bull 赤く囲まれた領域のみの場合320 x
320 ピクセルの SLM ピクセルのみが考慮される （SLMモジュールは自動的に透過関数の境界を切断する）
bull この最適化により計算量は 47 減少する
22 wwwLightTranscom
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
24 wwwLightTranscom
結果
25 wwwLightTranscom
まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
参考文献
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27
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計算量の削減
90 エリア フィル ファクター（フルアレイ）
90 エリア フィル ファクター（縮小されたアレイサイズ）
23
SLM アレイ領域の縮小は電磁場の振幅分布についてほぼ同じ結果をもたらす
file used SLM0002_Diffraction_Pixels_SLM_04_Less_Effordlpd
特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
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第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
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特定のエリア フィル ファクターのシミュレーション
bull 浜松ホトニクス社 X10468 の特定領域エリア フィル ファクター 98 の計算はギャップが非常に狭いためかなり多くのサンプリングポイントを必要とする
bull 792 x 600 ピクセルのフルアレイであれば 79992 x 60600 サンプリング ポイントとなり非常に高い計算量を要する
bull 従ってアレイサイズを320 x 320 ピクセルサンプリングは 32320 x 32320減少させることが適当となる
bull この最適化の力を借りて特定のエリア フィル ファクターが調べられる（ただしこのシミュレーションであっても約 RAM 256GBを要する）
98 100
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結果
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まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
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発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
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27
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まとめ
SLMピクセル間のギャップを考慮したSLMの光学性能を検証する
第一段階以前設計されたレーザビーム整形のためのSLM 透過関数へギャップを導入する
第二段階異なるエリアフィルファクターの光学性能への影響を解析する
発生する回折効果は SLM の光学関数および効率に大きな影響を与える
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