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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 ;R 2(Gb  
     2GZUMXK  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 Aqp3amW!  
    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。 zYls>fbp,  
    Rw$ @%o%  
    2．模拟任务 qIb(uF@l"  
    &<tji8Dj  
    >D-$M_  
    DOE： ~x4Y57  
    相位型衍射 *qz]vUb/0  
    光束整形器 3P #1fI(c  
    直径：2mmx2mm mcr71j  
    形状：圆形 l#Qf8*0  
    相位级次：16     d%]7:  
    R^PQ`$W 'R  
    b~#rUOXb8?  
    3.建模任务：入射光场 V!ajD!00  
    QFX|ZsmK  
    &TK%igL  
    高斯准直激光光束的光束参数 ke&c<3m  
    )dlt$VX  
    • 波长：632.8nm L` Qiu@  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm `bH Eu"(,  
    xmVK{Q YT$  
    fF *a/\h %  
     f(##P|3>R  
    4.建模任务：期望输出光场 -Tz9J4xU&  
    :;7qup  
    r*tGT_/6  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: d6M d~$R  
    $}HSU>,%  
    • FWHM-直径：0.5mm g$]9xn#_[  
    • 边缘宽度：50um HX<5i>]0\u  
    • 效率：>95% <m)@~s?D  
    • 信噪比（SNR）：>30dB cuSXv)  
    • 杂散光：<5% E~N}m7kTl/  
    d}WAP m  
     -2Ub'*qK  
    @Z|cUHo  
    5.设计方案 qbT].,?!U  
    "` 9W"A=  
    RrRCT.+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）。 <X;y 4lPZ  
    • 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）。 M)|}Vn;!  
    ap=M$9L'  
    szKs9er&  
     yWX:`*GV  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 Llg[YBJ7>  
     y#T":jpR  
    KH[%HN5v  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 C\fc 4  
    • 用户必须输入所需的信息 `qr[0wM  
    - 入射场 YE0s5bB6  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） 6BMRl%3>Z  
    - 系统参数 -4V1s;QUZ  
    - 制造条件 * .Kc-f4mP  
    -M(:z  
     O(!wDnhc  
    B04Br~hel*  
    7.设计过程 ph3[}><6  
    ?)JW}3<.  
    Dj %jrtT  
    dIK!xOStA  
    @AWKEo<7.I  
    %,)[%>#{  
    r,0> 40^  
    设计和优化过程由两步完成： *t*yozN  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Ip<STz]-  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 < FN[{YsA  
     `Y$LXF~,Om  
    8.系统模拟 l tQ:c  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 rK"$@ tc  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 L$Ss]Ar=  
    • 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。 g*!2.P  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 s>_ne0  
    "Tfbd^AU  
     K uFDkT!  
    8)M . W  
    9. 初始几何光学设计的结果 +:oHI[1HG  
    /FB'  
    N/^r9Nu  
    [}+ MZ  
    X $cW!a  
    感兴趣的优化函数 K b{  
    • 效率满足（>95%） fr:RiOPn  
    • 信噪比不满足（<30db） R3.tkFZq]  
    • 杂散光不满足（>5% {n |Ra[9_  
     bJGT^N@  
    \Mt(9jNK  
    0M:.Jhp  
    ZW*"Kok  
    10. 后续IFTA优化后的结果 >\KBXS}  
           fMhMB |W.  
    VNA VdP  
    nh,N (t 9  
     :)%Vahu  
    ']4sx_)S  
    感兴趣的优化函数 gK`6 NUj  
    • 效率满足（>95%） X}g!Lp  
    • 信噪比满足（<30db） 1<ZvHv  
    • 杂散光满足（<5%） ;|}6\=(  
    x|E$ f+  
    11.总结 .Ml}cE$L  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 He&dVP  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ;h] zN  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 "y>l2V,4j%  
    • 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。 oIX]9~  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 }1Q]C"hY  
     +loD{  
     mp !6MOQ  
    QQ：2987619807 S'2B  
     
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