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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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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-10
    1.简介 >;HbD p  
     g 6>R yjN  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ~DPg):cZ  
    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。 8b(UqyV  
    dj?.Hc7od  
    2．模拟任务 /!JpmI  
    RXt`y62yK  
    u$&7fmZ  
    DOE： phbdV8$L  
    相位型衍射 3oxQ[.o  
    光束整形器  t\{q,4  
    直径：2mmx2mm EFf<| v  
    形状：圆形 )(\5Wk9(  
    相位级次：16     WaN0$66[:  
    ePIBg(  
    X+P& up06  
    3.建模任务：入射光场 1b;Aru~l  
    5D-xm$8C  
    . ~G>vVb  
    高斯准直激光光束的光束参数 )+oDa{dZ  
    |j^>6nE  
    • 波长：632.8nm 6VQ*z8wLw  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm {NKDmeg:D  
    /.$n>:XR  
    05DK-Wh?  
     Y$Js5K@F  
    4.建模任务：期望输出光场 X  LA  
    5p94b*l  
    9:fVHynr  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: JF%+T yMe  
    E} Uy-  
    • FWHM-直径：0.5mm :8E(pq|1PB  
    • 边缘宽度：50um +%?_1bGX>  
    • 效率：>95% 8\. #  
    • 信噪比（SNR）：>30dB 2p@Rr7  
    • 杂散光：<5%  4rwfY<G  
    4eBM/i  
     e0j*e7$  
    S=krF yFw  
    5.设计方案 ~e~4S~{  
    6;I&{9  
    +To{Tm-  
    • 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）。 kIrME:  
    • 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）。 f*1.Vg0`-  
    R7ZxS  
    t \DS}3pv  
     2Ev~[Hb.  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 22}J.'Zb  
     9"=:\PE  
    d@7 ]=P:  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 tE3!;  
    • 用户必须输入所需的信息 o`M7:8G  
    - 入射场 8.{5c6G  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） !wJ~p:vRdY  
    - 系统参数 'Xxt[Jy  
    - 制造条件 ) (PA:j  
    8!b#ez   
     L:XnW 1(Or  
    Xv]O1fcI  
    7.设计过程 t$]lK6  
    s$ &:F4=?  
    1 q}iUnR  
    jNaK]  
    Q;)[~p  
    tL 3]9qfj  
    _?Rprmjx}  
    设计和优化过程由两步完成： 5``/exG>  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Ad9'q!_en  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 ,kpk XK  
     vbmi_[,U  
    8.系统模拟 >y(;k|-$  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 (pREo/T  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 jXSo{  
    • 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。 ]A5FN4 E  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 3RXq/E  
    %g kR G66  
     a+uSCs[C  
    9K@`n:Rw  
    9. 初始几何光学设计的结果 iNe;h|  
    BCJo/m  
    R',Q)<  
    *q=pv8&*s  
    Nm\0>}  
    感兴趣的优化函数 |XtN\9V.  
    • 效率满足（>95%） =n cu# T]  
    • 信噪比不满足（<30db） HIk5Q'ek  
    • 杂散光不满足（>5% CDK0 $W n  
     d2Z5HFtY  
    -iR}kP|  
    [v^T]L  
    )%-FnW  
    10. 后续IFTA优化后的结果 /[q6"R!uMz  
           Cf91#% :cN  
    &;&i#ZO  
    iyB02\d  
     "n^h'// mn  
    po4seW!  
    感兴趣的优化函数 l<ag\ d  
    • 效率满足（>95%） r? nvJHP  
    • 信噪比满足（<30db） |cEJRs@B  
    • 杂散光满足（<5%） -Ds}kdxw  
    [ %cW ?@  
    11.总结 ZNuz%VO  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 .__XOd} K  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 |F=!0Id<  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 F=7X,hK  
    • 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。 A5S9F8Q/]  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 O:IU|INq8  
    jV2L;APCq  
     ]>tYU   
    QQ：2987619807 uUB,OmLN  
     
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