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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 AW62~*  
     Djyp3uUA/  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 {[N?+ZJD*L  
    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。 *H?t;,\  
    2\ ,e  
    2．模拟任务 h%/ssB  
    -2z,cj&E{  
    n'Bmz  
    DOE： }oV3EIH  
    相位型衍射 !2wETs?  
    光束整形器 )L|C'dJ<k`  
    直径：2mmx2mm h9U+ %=^O  
    形状：圆形 Qz# 3p3N?  
    相位级次：16     q< b"M$  
    !4_!J (q%  
    *qbRP"#[$  
    3.建模任务：入射光场 ([1=>Jw"  
    +fkP+RVY  
    G}s;JJax  
    高斯准直激光光束的光束参数 ~U/8 @gR  
    qih6me8C  
    • 波长：632.8nm \A ;^ UxG  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm x{~_/;\p3  
    J/L)3y   
    *-{Omqw  
     3V"dG1?  
    4.建模任务：期望输出光场 f8R+7Ykx  
    eS* *L 3  
    ktU9LW~  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: Q})t<l+L  
    ?{?Vy9'B  
    • FWHM-直径：0.5mm c 3}x)aQ  
    • 边缘宽度：50um +BU0 6lLD  
    • 效率：>95% MkkA{p  
    • 信噪比（SNR）：>30dB uF+);ig  
    • 杂散光：<5% >'ie!VW@  
    <xXiJU+  
     ,zc"udpKF  
    4(m/D>6:  
    5.设计方案 0 PR4g}"  
    $#TID=  
    FYxUOO  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 5sG ]3z+1  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 hT\p)w  
    <.;@ksCPW{  
    mi*:S%;h  
     Y"r3i]  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 ?Ozk^#H[  
     "vv$%^  
    |}l@w +N3  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 6-D%)Z(  
    • 用户必须输入所需的信息 D WsCYo  
    - 入射场 YCtIeq%  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） ,oC= {^l{  
    - 系统参数 TXA. 6e  
    - 制造条件 .WxFm@]/\  
    q] 2}UuM|U  
     l_UXrnm/N  
    J,CJPUf&  
    7.设计过程 FRb&@(;  
    r!"CH5dT  
    C~3@M<X  
    V 22q*/iV  
    L&+% Wd~  
    `HE>%=]b  
    95_[r$C  
    设计和优化过程由两步完成： #p11D= @[  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 WiPM <'  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 BiVd ka  
     H[>klzh6 !  
    8.系统模拟 K * xM[vO  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 J"m%q\'  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 V2WUM+`uT  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 ctnAVm  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 g?k#wj1uH  
    3C E 39W  
     S jC)6mo  
    PM#$H  
    9. 初始几何光学设计的结果 u* #-7   
    5$ (b3]  
    H24ate?t,  
    *y":@T  
    O=4c eE mz  
    感兴趣的优化函数 4]|9!=\  
    • 效率满足（>95%） t-?KKU8  
    • 信噪比不满足（<30db） 9-X{x95]  
    • 杂散光不满足（>5% M ,.0[+  
     N,'[:{GOY  
     0jip::x  
    Z7m GC`>  
    y \mutm  
    10. 后续IFTA优化后的结果 f4A4  
           YUP%K!k  
    { ="Su{i}}  
    *Bb|N--jI  
     Y;~~?[6  
    khKv5K#)  
    感兴趣的优化函数 [qjAq@@N#q  
    • 效率满足（>95%） K%aPl~e  
    • 信噪比满足（<30db） 5<:VJC<  
    • 杂散光满足（<5%） JsWq._O{/  
    Nv*E .|G  
    11.总结 76u/WC>B  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 1OfSq1G>v$  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 6B!j(R  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 Bp=oTC G  
    • 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。 TCEXa?,L  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 /w}B07.  
    5pKvNLy.t  
     {{4p{  
    QQ：2987619807 .5#tB*H  
     
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