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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 UHyGW$B  
     z }3` 9  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ~8JOPzK  
    展示了可能的期望需求，设计，优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 fQm3D%  
    C#qF&n  
    2．模拟任务 c r,fyAvX  
    J497 >w[  
    B:)PUBb  
    DOE： kz0pX- @b  
    相位型衍射 W3+;1S$k  
    光束整形器 )7c/i+FsC  
    直径：2mmx2mm mzO5&h7  
    形状：圆形 q$7w?(Lk  
    相位级次：16     @\U;?N~k  
    L;\f^v(  
    xs 1V?0  
    3.建模任务：入射光场 SA{noM  
    t $m:  
    sA~Ijg"6  
    高斯准直激光光束的光束参数 _xsHU`(J#  
    &?@gCVNO,  
    • 波长：632.8nm /+wCx#!  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm \h>6k  
    Sq ]VtQ(  
    *j~ObE_y  
     DX0#q #  
    4.建模任务：期望输出光场 t5CJG'!ql  
    =Q,D3F -+f  
    j'x@P+A  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: %)ri:Qq  
    %MCJ%Ph  
    • FWHM-直径：0.5mm ? KDg|d  
    • 边缘宽度：50um rF$ S  
    • 效率：>95% QsX`IYk  
    • 信噪比（SNR）：>30dB ;fYJ]5>  
    • 杂散光：<5% XE'3p6  
    s .@Szq  
     j ];#=+  
    Py`7)S  
    5.设计方案 FM=XoMP q  
    wG&Z7C b  
    v4]#Nc$~T  
    • 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）。 ], IQ~  
    • 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）。 !a4`SjOgu  
    _WGWU7h  
    !q~f;&rg  
     c8N pk<  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 2Akh/pb  
     * V_b/Vt  
    ki'<qa  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 DaBy<pGb?  
    • 用户必须输入所需的信息 #Vhr 1;j  
    - 入射场 $azK M,<q  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） bzaweA H  
    - 系统参数 Jt:)(&-t   
    - 制造条件 8%`h:fE  
    z5_jx&^Z  
     ?AVnv(_  
    "yK)9F[9Mo  
    7.设计过程 6P T)  
    %(S!/(LWW  
    zjTCq; G  
    )xL_jSyh  
    )8taMC:H^  
    9e7):ZupO  
    iA|n\a~ny,  
    设计和优化过程由两步完成： }R~C<3u\2  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 -UWyBM3c@  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 sC ?e%B  
     .kyes4Z  
    8.系统模拟 q&&uX-ez5W  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 v+i==vxg  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 9&HaEAme  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 QO>)ug+  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 t]{, 7.S  
    oore:`m;  
     #'m#Q6`  
    g2vt(Gf;  
    9. 初始几何光学设计的结果 cpH*!*S  
    K<k\A@rv8H  
    rcf#8  
    *c( J4  
    ^Ge|tBMoKE  
    感兴趣的优化函数 5>:p'zI  
    • 效率满足（>95%） P@<K&S+f  
    • 信噪比不满足（<30db） ?'>[n m  
    • 杂散光不满足（>5% Ko!a`I2M}  
     !95Q4WH-@  
    R0yp9icS  
    <899r \  
    ]>0$l _V  
    10. 后续IFTA优化后的结果 Qqd+=mgc  
           }5d|y*  
    V oyRB2t  
    PkOtg[Z  
     zR%)@wh  
    2{G7ignv  
    感兴趣的优化函数 yn2k!2]&T<  
    • 效率满足（>95%） xw*/8.Md6f  
    • 信噪比满足（<30db） OYOczb]  
    • 杂散光满足（<5%） >qdRqy)DC  
    aSeh?2n8  
    11.总结 ?'$} k  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 CbMClnF  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 @iVEnb.'  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 hAB:;r XlI  
    • 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。 s ~i,R  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 UFE~6"t(  
    8WwLKZ}  
     ,f .#-  
    QQ：2987619807 ?o(Y\YJf  
     
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