SLMパターンジェネレータ

HOLOEYE空間光変調器パターンジェネレータソフトウェアは、すべてのHOLOEYE SLMモデルでの使用向けに開発されました。このソフトウェアは、ユーザーが定義した画像ファイルからコンピュータ生成ホログラム(CGH)を計算し、さまざまな種類の格子などの基本的な光学機能を生成し、異なるCGHの重ね合わせを行うことができます。

 

生成されたCGHはソフトウェア内でSLMにアドレス指定され、ホログラフィック機能の重ね合わせによってリアルタイムで変更できます。さらに、使用するSLMの波面補正データをロードするオプションもあります。


コンピュータ生成ホログラム(CGH)の計算

 

CGHの計算には、遠方界でのホログラフィック画像に関する情報が必要です。ダイアログが一度開き、ユニットセルサイズに対する結果画像サイズを選択し、計算に使用される最大ユニットセルサイズを選択します。複数のファイルが選択された場合、ダイアログは一度だけ開き、最初の画像ファイルからすべてに同じ設定を適用します。

 

使用可能な画像フォーマットは、BMP、PNG、JPEG、GIF、XBM、XPM、MNG、および異なるPNMフォーマット:PBM(P1またはP4)、PGM(P2またはP5)、PPM(P3またはP6)です。CGHは反復フーリエ変換アルゴリズム(IFTA)を使用して計算されます。このアルゴリズムは、SLMが2.0πラジアンの位相シフトに適切にキャリブレーションされていると仮定して、位相を0から255のグレーレベルに変換します。位相データの結果はグレースケール画像です。

 

HOLOEYE SLMパターンジェネレータソフトウェアのバージョン4.0以降では、CGHバッチ計算と呼ばれる新機能が導入されています。CGHバッチ計算は、多くの画像ファイルを使用してホログラム位相関数を生成する場合に使用します。特に、後でスライドショー再生用に画像シーケンスを計算するために設計されており、例えばHOLOEYE SLMスライドショープレイヤーソフトウェアを使用します。そのため、結果の位相フィールドを直接画像ファイルに保存できます。さらに、結果を直接SLM画面にアドレス指定することで簡単にテストできます。


基本的な光学機能

 CGHの生成に加えて、幅広い基本的な光学機能をメニューバーから直接作成できます。必要なパラメータを入力すると、出力画像が新しいウィンドウに表示されます。いくつかのバイナリおよびマルチレベルの光学機能が可能です。SLMに簡単にアドレス指定するためのもの)、およびさまざまな開発環境向けのSLMディスプレイSDKが含まれています。

  • 一様なグレーレベル画面
    • この機能を使用して、一様なグレーレベル画面を作成できます。
  • 水平に分割された画面
    • この機能を使用して、2つの一様なグレーレベル部分画面からなる水平に分割された画面を作成できます。
  • 垂直に分割された画面
    • この機能を使用して、2つの一様なグレーレベル部分画面からなる垂直に分割された画面を作成できます。
  • ランダムビットマップ
    • この機能を使用して、256段階のグレースケール値を使用したランダムなピクセル分布を作成できます。この機能は、ランダム位相板の光学機能を実現するために使用できます。
  • ランダムバイナリビットマップ
    • この機能を使用して、2つのグレースケール値のみを使用したランダムなピクセル分布を作成できます。この機能は、ランダムバイナリ位相板の光学機能を実現するために使用できます。
  • アパーチャ機能
    • 矩形アパーチャ
    • 円形アパーチャ
    • シングルスリットとダブルスリット
  • フレネルゾーンレンズ
    • バイナリフレネルゾーンレンズ
    • 多段フレネルゾーンレンズ
    • 円筒フレネルゾーンレンズ
  • バイナリアキシコン
    • この機能を使用して、バイナリアキシコンのグレーレベル画像表現を作成します。
  • アキシコン
    • この機能を使用して、256段階のアキシコンのグレーレベル画像表現を作成します。
  • 渦位相
    • この機能を使用して、256段階の渦位相のグレーレベル画像表現を作成します。
  • 同心円リングセグメント
    • この機能を使用して、同心円リングセグメントからなるバイナリ画像を作成します。
  • エアリービーム1D
    • この機能を使用して、一次元のガウスエアリービームを生成するための一次元三次位相関数の256段階のグレースケール画像表現を作成します。
  • エアリービーム2D
    • この機能を使用して、二次元のガウスエアリービームを生成するための二次元三次位相関数の256段階のグレースケール画像表現を作成します。
  • ラゲールガウスモード
    • この機能は、ラゲールガウスモードを生成する位相マスクを作成します。
  • チェッカーボードパターン
    • この機能は、可変サイズのチェッカーボードパターンを生成します。
  • 可変ビームスプリッター
    • この機能は、入射ビームからM x Nのビームアレイを生成します。
  • バイナリビームスプリッターグレーティング
    • リニアグレーティングとクロスリニアグレーティング
    • 典型的な組み込みバイナリビームスプリッターデザイン
  • 正弦波グレーティング
    • この機能を使用して、正弦波グレーティングを作成します。
  • ブレーズドグレーティング
    • この機能を使用して、ブレーズドグレーティングを作成します。
  • 入射ガウシアンビームのビーム整形位相関数の計算
    • ガウシアンビームを円形の「フラットトップ」ビームに変換
    • ガウシアンビームを矩形の「フラットトップ」ビームに変換


位相関数の重ね合わせ

 CGHの生成に加えて、幅広い基本的な光学機能をメニューバーから直接作成できます。必要なパラメータを入力すると、出力画像が新しいウィンドウに表示されます。いくつかのバイナリおよびマルチレベルの光学機能が可能です。

  • ビーム操作位相オーバーレイ
    • ソフトウェアは、各タブの画像データにビーム操作位相オーバーレイを重ね合わせることができます。利用可能な機能は、x方向およびy方向のビームステアリング(ブレーズド格子)とフレネルゾーンレンズオーバーレイの3つです。
  • ゼルニケパラメータ位相オーバーレイ
    • ゼルニケパラメータは、表示されている位相データに滑らかな光波面を追加します。位相値は対応するゼルニケパラメータを用いたゼルニケ多項式から生成されます。ゼルニケ多項式とパラメータは4次まで利用可能です。ゼルニケパラメータはすべてのタブに同期して適用されます。この機能は、光学素子の平坦度を修正したり、ビームプロファイルを最適化するなどの光学セットアップの不完全さを修正するために追加されました。
  • 波面補償位相オーバーレイ
    • パターンジェネレータソフトウェアは、ディスプレイのバックプレーンの物理的変形を電気的に補償する全画面位相オーバーレイフィールドを読み込むことができます。バックプレーンの変形は通常、反射光の波面の変形を引き起こします。これは、逆変形を位相パターンとしてSLMにアドレス指定することで補償できます。ディスプレイによって引き起こされた波面変形の測定が必要です。波面補償ファイルは、2021年3月以降に出荷されたLCoS SLMデバイスに利用可能で、変形の光路差フィールドが含まれています。

 



 

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