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    [分享]设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-10
    1.简介 TcoB,Kdce  
     ,#K'PB4E  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ),!qTjD  
    展示了可能的期望需求，设计，优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 W@esITr  
    |':{lH6+1  
    2．模拟任务 'N(R_q6MW  
    T> p&$]OG  
    xYB{;K  
    DOE： D6Wa.,r  
    相位型衍射 moE2G?R  
    光束整形器 !@"OB~  
    直径：2mmx2mm Alq(QDs  
    形状：圆形 C_Wc5{  
    相位级次：16     uw8f ~:LT  
    cH)";] k*-  
    v` r:=K  
    3.建模任务：入射光场 5IG-~jzCLb  
    5-A\9UC*@  
    'hf8ZEW9'  
    高斯准直激光光束的光束参数 tl>7^hH  
    WY]s |2a  
    • 波长：632.8nm C9;kpqNG#u  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm yh=N@Z*zP  
    fB,_9K5i  
    *lb<$E]="!  
     }PpUAt~g  
    4.建模任务：期望输出光场 6H|S;K+  
    )pn3~t<e d  
    :E?V.  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: |f##5fB  
    ?h2}#wg  
    • FWHM-直径：0.5mm 'B}qZCy W  
    • 边缘宽度：50um WF"k[2  
    • 效率：>95% #fM'>$N  
    • 信噪比（SNR）：>30dB )`}:8y?  
    • 杂散光：<5% PI<vxjOK`  
    I}Q2Vu<  
      .wr>]yN  
    rM "l@3hP  
    5.设计方案 \`"ht  
    B erwI 7!=  
    g=I})s:CTp  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 .|=\z9_7S8  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 1 {)Q[#l  
    \j.:3X r  
    P|> ~_$W  
     O H7FkR  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 8XbT`y  
     B-ESFATc  
    xLn%hxm?,  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 9>$p  
    • 用户必须输入所需的信息 |nF8gh~}  
    - 入射场 *|l/6!WM  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） G / 5%.Bf@  
    - 系统参数 YoE3<[KD(  
    - 制造条件 -.3w^D"l  
    H:\k}*w  
     Ct|A:/z(  
    4/)k)gLI  
    7.设计过程 J-4:H gx  
    y!%CffF2  
    3mni>*q7d  
    h1(4Ic  
    A(N4N  
    (9h`3#  
    )_NO4`ejs/  
    设计和优化过程由两步完成： BPHW}F]X  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 ,=N.FS  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 $wU\Js`/S]  
     u-C)v*#L  
    8.系统模拟 #D|p2L$  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 [8*)8jP3  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 %%wNZ{  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 wdZ/Xp9]  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 PxE3K-S)G  
    L_s:l9!r  
     8.~kK<)!  
    0|b>I!_"g  
    9. 初始几何光学设计的结果 Q5_o/wk  
    Q3SS/eNP  
    Tb-F]lg$  
    sN wI 0o  
    bYPKh  
    感兴趣的优化函数 YAmb`CP  
    • 效率满足（>95%） m#F`] {  
    • 信噪比不满足（<30db） 3D(0=$ W  
    • 杂散光不满足（>5% y)gKxRaCS  
     cs'{5!i]  
    ?0,Ngrbe  
    zv"Z DRW  
    qyNyBr?  
    10. 后续IFTA优化后的结果 \^%}M!tan  
           u~-8d;+?y  
    !Rt>xD  
    H7j0K~U0  
     !? gKqx'T$  
    /H==Hm/  
    感兴趣的优化函数 ! v0LBe4  
    • 效率满足（>95%） 1sH& sGy7  
    • 信噪比满足（<30db） tnG# IU *  
    • 杂散光满足（<5%） w+{LAS  
    vZoaT|3 G]  
    11.总结 v}Fr@0%  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 m9Hit8f@Q  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 VAu&@a`  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 3%ZOKb"D*  
    • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。 ZQ0F$J)2~  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 DDH:)=;z  
    '08=yqy4N  
     # Vha7  
    QQ：2987619807 '6Q =#:mc\  
     
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