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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 U3za}3  
     n:#ji|wM  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 zM@iG]?kc  
    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。 gH_r'j  
    @x=CMF15  
    2．模拟任务 hVGakp9WE  
    <4O=[Q5S  
    N@A#e/8  
    DOE： Q`//HOM,  
    相位型衍射 _X]?  
    光束整形器 ,U2D &{@  
    直径：2mmx2mm IvO3*{k ,  
    形状：圆形 i5AhF\7F9  
    相位级次：16     RMvlA' c  
    *uv\V@0  
    S((8DSt*  
    3.建模任务：入射光场 }Ns_RS$  
    ~(&xBtg:}  
    f a\cLC  
    高斯准直激光光束的光束参数 /NkZ;<uxJ  
    k,@1rOf  
    • 波长：632.8nm de`6%%|  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm [2FXs52  
    k[zf`x^  
    Hv`Zc*  
     ;J5oO$H+68  
    4.建模任务：期望输出光场 t6"4+:c!>  
    #`W8-w  
    +L49 pv5  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: .9ROa#7U;n  
    p5 [uVRZ  
    • FWHM-直径：0.5mm CjST*(,b  
    • 边缘宽度：50um a%]p*X!  
    • 效率：>95% 5$#<z1M.&  
    • 信噪比（SNR）：>30dB UbYKiLDF)  
    • 杂散光：<5% Ec[:6}  
    A%2!Hr  
     u3<])}I'  
    {Ise (>V  
    5.设计方案 ^{Vm,nAQqs  
    r;'!qwr  
    es6e-y@e  
    • 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）。 rcbixOT  
    • 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）。 vIG,!^*3  
    MUo?ajbqOd  
    bc"{ZL!C  
     @%TQ/L^|  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 \vT8 )\  
      qJK^i.e  
    +|0m6)J]  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 T8\,2UWsj2  
    • 用户必须输入所需的信息 =DCQ!02  
    - 入射场 #zQkQvAT9  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） 4-"wFp  
    - 系统参数 IX>|bA;  
    - 制造条件 !kIw835U  
    q3[LnmH  
     B8nXWi  
    4R0_%x6vG  
    7.设计过程 p!691LI  
    pQ/:*cd+M  
    ENmo^O#,u  
    *[U:'o `67  
    nJ?C4\#3  
    G]SE A  
    PU>;4l  
    设计和优化过程由两步完成： m=K XMX  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 >}I}9y+  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 3}+/\:q*  
     H z6H,h  
    8.系统模拟 jn7} jWA  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 }Q%>Fv  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Cse0!7_T  
    • 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。 jTqba:q@  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 l:ED_env:  
    0g+@WK6y  
     ~ U1iB  
    <Kh\i'8  
    9. 初始几何光学设计的结果 MPB6  
    4EpzCaEZ  
    Cam}:'a/`  
    Cb13Qz  
     Ntqc=z  
    感兴趣的优化函数 pFK |4u  
    • 效率满足（>95%） Z 0:2x(x9  
    • 信噪比不满足（<30db） lfA  BF  
    • 杂散光不满足（>5% 8iCI s=06  
     !69^ kIi$  
    `~RV  
    2 9]8[Z,4  
    9t[278B6  
    10. 后续IFTA优化后的结果 N!v@!z9Mu  
           }.'%gJrS  
    {$t*Mb0  
    @v'D9 ?  
     zbR.Lb  
    xo%iL  
    感兴趣的优化函数 =oTYwU  
    • 效率满足（>95%） 7L]?)2=  
    • 信噪比满足（<30db） ^M9oTNk2  
    • 杂散光满足（<5%） ~ /[Cgh0  
    mx[^LaR>v  
    11.总结 So^`L s;S  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 e.+)0)A-  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 @Otc$hj  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 +,[3a%c)H  
    • 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。 q+z\Y?  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 {q)B@#p  
    g?VME]:  
     NQJqS?^W&M  
    QQ：2987619807 L,Nr,QC-  
     
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