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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 0yb9R/3.  
     ZpwFC7LW  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 Ub wmn!~  
    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。 ')WS :\J  
    Yic4|N?u  
    2．模拟任务 =,s5>2  
    PFbkkQKsT  
    {Q^ -  
    DOE： t<^7s9r;I  
    相位型衍射 O4^' H}*  
    光束整形器 [E9_ZdB T  
    直径：2mmx2mm 0^d<@\  
    形状：圆形 c48I-{?  
    相位级次：16     YTfi g{a  
    lvR>%I0`*  
    :vFYqoCn  
    3.建模任务：入射光场 7e)j|a-!<  
    1b2xWzpG  
    MJn=  
    高斯准直激光光束的光束参数 h~=~csya:  
    PoRP]Q*n  
    • 波长：632.8nm 0p*Oxsy  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm AbX#wpp!  
    v#5hK<9  
    r;"Qu  
     Rf{YASPIw&  
    4.建模任务：期望输出光场 iW[%|ddk  
    fz+dOIU3\L  
    ?:7$c  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）:  Q 6r  
    7v`~;}5  
    • FWHM-直径：0.5mm UQBc$`v  
    • 边缘宽度：50um mU>lm7'  
    • 效率：>95% %)o;2&aD  
    • 信噪比（SNR）：>30dB i\ )$  
    • 杂散光：<5% L~Xzo  
    xr^fP~V|)0  
     %(r.`I$  
    iu`B8yI  
    5.设计方案 CI|#,^  
    w!Ii   
    85:mh\@-G  
    • 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）。 ,,h>_IA  
    • 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）。 22EI`}"J  
    8HWEObRY  
    -[z1r)RZ  
     C]krJse@  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 2=n,{rkmj%  
     <07~EP  
    \IOF 9) F  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 X $SXDb~G  
    • 用户必须输入所需的信息 "l(<<Ha/  
    - 入射场 yONX?cS  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） 'D^@e0.3  
    - 系统参数 n?v$C:jLN  
    - 制造条件 k.%FGn'fR  
    ~AcjB(  
     wqJ1^>TB  
    S\@U3|Q5  
    7.设计过程 $A)[s$  
    iMF-TR  
    v2vtkYQN  
    6KX/Yj~B  
    #D%l;Ae  
    Shu=oweJ  
    t28 y=nv  
    设计和优化过程由两步完成： wkD"EuW(  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 YS>VQl  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 9i!|wkx  
     rKr\Qy+q  
    8.系统模拟 A3Vj3em  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 s<8|_Dt  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 _Hv@bIL'  
    • 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。 @[O|n)7  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 PLK;y  
    bO }9/Ay  
     dMa6hI{k  
    ]KQBek#DD  
    9. 初始几何光学设计的结果 eY(JU5{  
    @zig{b8  
    .Q DeS|l  
    3Sn# M{wH  
    Mu$"fYKf"  
    感兴趣的优化函数 v3r<kNW_  
    • 效率满足（>95%） 'CvV Ktk  
    • 信噪比不满足（<30db） `q7X(x  
    • 杂散光不满足（>5% DxG8`}+  
     uL=FK  
    mz3Dt>  
    W>E|Iv[o  
    OJ<V<=MYZ  
    10. 后续IFTA优化后的结果 4l_~-Peh  
           ?rQIUP{D7  
    g 4lk  
    ")3$. '5Dg  
     BB? 4>#D  
    ZY8:7Q@P>  
    感兴趣的优化函数 _O`s;oc  
    • 效率满足（>95%） yzyK$WN\[3  
    • 信噪比满足（<30db） Z':w X  
    • 杂散光满足（<5%） rpv<'$6  
    MJy(B><  
    11.总结 GNoUn7Y  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 Z \;{e'#o  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 XM:\N$tg  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 h&:XO9dY  
    • 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。 RFLw)IWkL_  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 tIo b  
    X=%e'P*X  
     mh,a}bX{  
    QQ：2987619807 x\K,@  
     
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