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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 LM*#DLadk  
     FQbF)K~e  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 l%aiG+z%6}  
    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。 Ol,Tw=?  
    X0=#e54  
    2．模拟任务 >k6RmN  
    (W7cQ>  
    (W<n<sl:-  
    DOE： F+Qp mVU  
    相位型衍射 _?M71>3$.  
    光束整形器 g,5r)FU`  
    直径：2mmx2mm F8\nAX  
    形状：圆形 (z}q6Lfa  
    相位级次：16     MLL4nkO,`  
    t?1+Yw./em  
    vwZrvjP2  
    3.建模任务：入射光场 *}Al0\q0M  
    L6^Qn%:OTd  
    : kVEB<G  
    高斯准直激光光束的光束参数 $e=pdD~  
    tN' -4<+  
    • 波长：632.8nm r@_`ob RW;  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm S C8r.  
    }";\8  
    .=WsB@+   
     }c>[m,lz  
    4.建模任务：期望输出光场 vHY."$|H  
    {2`:7U ~|  
    sLE@Cm]k  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: f^8,Z+n  
    O.n pi: a  
    • FWHM-直径：0.5mm x[Xj[O  
    • 边缘宽度：50um T@PtO "r  
    • 效率：>95% \vBpH'hR,'  
    • 信噪比（SNR）：>30dB $z-zscco  
    • 杂散光：<5% Hq.ys>_  
    %&L]k>n^  
     ^^[MDjNy@  
    >&K1+FSmyJ  
    5.设计方案 bgW=.s  
    4{Vw30DZ  
    y{~l&zrl  
    • 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）。 5>J{JW|  
    • 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）。 <<@vy{*Hg  
    9kcp(  
    zG_e=   
     t_@xzt10y  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 >gAq/'.Q  
     Sb=cWn P  
    J1I"H<}-6  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 :eQ?gM!,  
    • 用户必须输入所需的信息 P 0xInW F  
    - 入射场 <(Ub(  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） $9v:(:!Bm  
    - 系统参数 zi~_[l-  
    - 制造条件 gn&jNuGg  
    YYFJJ,7?  
     |A_yr/f  
    %k8} IBL  
    7.设计过程 uJ<sa;  
    =4z:Df  
    73?ZB+\)0A  
    sy+o{] N  
    $QQv$  
    .aWEXJ  
    sidSY8j  
    设计和优化过程由两步完成： ' bio: 1  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 OczVObbS  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 |t^7L )&y  
     " &B/v"nj  
    8.系统模拟 8fzmCRFH  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 j[ !'l,I  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ,5" vzGLJ  
    • 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。 #87:Or1  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 hETTD%  
    Gd$odKtI  
     KQ<pQkhv  
    "(/ 1]EH`  
    9. 初始几何光学设计的结果 T"Ph@I<  
    8=x{>&Jr&#  
    g+gHIb7{  
    pyZ&[ *@  
    ^g`1SU`  
    感兴趣的优化函数 vS %r_gf(  
    • 效率满足（>95%） -[?q?w!?  
    • 信噪比不满足（<30db） YC\~PVG  
    • 杂散光不满足（>5% iJ_FJ[ U  
     SS@F:5),  
    uGl +"/uDu  
    dxlaoyv:  
    ^YzFEu$  
    10. 后续IFTA优化后的结果 mT\!LpX  
           (l : ;p&[  
    !h&A^sAc  
    0IoS|P}6a  
     q: . URl  
    "FI]l<G&  
    感兴趣的优化函数 '7}s25[{\  
    • 效率满足（>95%） R?g qPi-  
    • 信噪比满足（<30db） 4-efnB  
    • 杂散光满足（<5%） EeWCy5W  
    g9OO#C>  
    11.总结 ;3NA,JA#Y  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 #LEK?]y  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 `-S6g^Y  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 V}ZF\SG(K  
    • 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。 S5]rIcM  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 . Rxz;-VA  
    jJ86Ch  
     ipfiarT~)  
    QQ：2987619807 PNgj 8J4  
     
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