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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 _88X-~.  
     4b+_|kYb  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 mKoDy`s  
    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。 V+zn` \a  
    WpOH1[ 8v  
    2．模拟任务 \TLfLqA  
    a]J>2A@-I  
    -v:3#9uX)  
    DOE： zCv)%y  
    相位型衍射 KpIY>k  
    光束整形器 |"[;0)dw^  
    直径：2mmx2mm (w`_{%T  
    形状：圆形 R2Lq??XA=  
    相位级次：16     1d$wP$  
    "([lkn  
    %q.5; L  
    3.建模任务：入射光场 *,)1Dcv(  
    P F);KQ  
    IpM"k)HR  
    高斯准直激光光束的光束参数 )(rr1^Xer  
    : rudo[L  
    • 波长：632.8nm %TO&  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm <<V"4 C2  
    ^F- 2tc  
    [!Djs![O  
     e(FT4KD~  
    4.建模任务：期望输出光场 rHqP[[4B'  
    ERIF#EY  
    <dAxB$16sT  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: ^5)=) xVF  
    3HNm`b8G4m  
    • FWHM-直径：0.5mm :H#D4O8UiH  
    • 边缘宽度：50um 4;(W0RQa  
    • 效率：>95% 2@Q5Ta #h  
    • 信噪比（SNR）：>30dB C>F5=&  
    • 杂散光：<5% 6G(K8Q{>  
    F6\4[B  
     i2-]Xl  
    ^E)8Sb9t  
    5.设计方案 ` +)Bl%*  
    ~@e=+Z  
    ;iQw2XhT  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 !| q19$  
    • 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）。 9!0-~,o  
    ?T,a(m<i {  
    D( y c  
     3JD"* <zs  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 yr*~?\  
     W"\+jHF"  
    muDOY~.  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 |QQ(1#d  
    • 用户必须输入所需的信息 NCYOY  
    - 入射场 k^#*x2b  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） ScQ9p379  
    - 系统参数 - /cf3  
    - 制造条件 r1z+yx  
    *g9VI;X  
     A+}O~,mxP8  
    DcC|oU[  
    7.设计过程 K.Cx 9  
    MlLM $Y-@  
    Dc 84^>l  
    =B`=f,,#3  
    :bCswgd[  
    M5x MTP-  
    i?V:+0#q\]  
    设计和优化过程由两步完成：  B`vC>  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 9`CJhu  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 1_8@yO  
     WDr=+=Zj  
    8.系统模拟 "|N0oEG&  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 M+)ENv e  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 .3SP# mI  
    • 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。 bU}l*"  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 +x?8\  
    ] pv!Ll  
     bn=7$Ax  
    i-4?]h k  
    9. 初始几何光学设计的结果 vq\L9$WJ  
    Wd7qpWItjQ  
    VkId6k:>6C  
    A6xN6{R!  
    DZ:$p.  
    感兴趣的优化函数 6aWNLJ@  
    • 效率满足（>95%） ~| oB|>  
    • 信噪比不满足（<30db） \ >#y*W<  
    • 杂散光不满足（>5% cK IA.c}N  
     cet|k!   
    fF5\\_,  
    hn$jI5*`  
    )/z+W[t  
    10. 后续IFTA优化后的结果 #8%~u+"N  
           R[#B|$  
    Shss};QZf(  
    roIc1Ax:  
     UI wTf2B  
    ++!0r['+ >  
    感兴趣的优化函数 D}2$n?~+  
    • 效率满足（>95%） vtzbF1?O  
    • 信噪比满足（<30db） @-ir  
    • 杂散光满足（<5%） \=(U tro  
    xo(>nFjo  
    11.总结 \}gITc).j  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 VT;cz6"6b4  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 )X6I #q8  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 MEtKFC|p  
    • 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。 }To-c'  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 Lp+?5DjLT  
    ph3dm\U.  
     JP]-a!5Ru  
    QQ：2987619807 #-PUm0|  
     
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