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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 P= BZ+6DS  
     `,(4]tlL  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 =j_4S<  
    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。 1s&zMWC  
    ) w5SUb  
    2．模拟任务 R_cA:3qc~  
    tKuwpT1Qc  
    J1U/.`Oy  
    DOE： )r?}P1J7  
    相位型衍射 Dj?> <@  
    光束整形器 F{e@W([  
    直径：2mmx2mm \.{$11P#  
    形状：圆形 D/gw .XYL  
    相位级次：16     C==hox7b  
    hh%-(HaLX3  
    xIW3={b3  
    3.建模任务：入射光场 ?zMHP#i  
    79j+vH!zh  
    p`dU2gV  
    高斯准直激光光束的光束参数 Et_bH%0  
    Mj3A5;#  
    • 波长：632.8nm 1-uxC^u?|#  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm 2jItq2.>  
    K7B/s9/xs  
    :RTC!spy  
     \:'/'^=#|  
    4.建模任务：期望输出光场 Q8tL[>Xt  
    U}[d_f  
    H2\;%K 2  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: |A~jsz6pI  
    nHAS(  
    • FWHM-直径：0.5mm &{hL&BLr  
    • 边缘宽度：50um 8 >EWKI9  
    • 效率：>95% {4}yKjW%z  
    • 信噪比（SNR）：>30dB /Iy]DU8  
    • 杂散光：<5% 8 ^2oWC#U(  
    {6|G@ ""O  
     rU:`*b<  
    y2dCEmhY  
    5.设计方案 Sq V},  
    #Y`~(K47  
    _/$Bpr{R  
    • 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）。 n ATuD  
    • 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）。 ^7cGq+t  
    \ a<h/4#|  
    }OR@~V{Gj  
     @V sG'  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 <?6|.\&  
     wk D^r(hiH  
    iN\4gQ!  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 34O `@j0-3  
    • 用户必须输入所需的信息 6 7.+ .2  
    - 入射场 8 +/rlHp  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） bdrg(d6  
    - 系统参数 ~ "H,/m%2o  
    - 制造条件 _ QI\  
    6Q@j  
     ItVWO:x&v  
    'RR~7h  
    7.设计过程 Id'-&tYG  
    B\=8_z  
    yCR?UH;  
    KnQ*vM*VM  
    YeL#jtC  
    t;Sb/3  
    F?*-4I-  
    设计和优化过程由两步完成： ^WgX Qtn  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 [< ?s?Ci  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 ~O0 $Suv  
     7M!I8C0!aO  
    8.系统模拟 i2Qz4 $z  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 nI-w}NQ  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 QzVnL U)  
    • 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。 H>IMf/%5N-  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 KIf dafRL  
    w^|*m/h|@u  
     /GN<\_o=q  
    - q1?? u  
    9. 初始几何光学设计的结果 k8[n+^  
    R6.hA_ih  
    BC#C9|n  
    +H-6eP  
    6+|do+0Icg  
    感兴趣的优化函数 9igiZmM  
    • 效率满足（>95%） m)t;9J5  
    • 信噪比不满足（<30db） Y-_`23x`  
    • 杂散光不满足（>5% jh%Eq+#S  
     Fn;SF4KOm  
    RuA*YV  
    @ $ ;q ;  
    { ]{/t-=  
    10. 后续IFTA优化后的结果 #ym'AN  
           /wEhVR`=  
    v5#j Z$<F  
    %COX7gV  
     *20jz<  
    qZtzO2Mt  
    感兴趣的优化函数 v6bGjVK[  
    • 效率满足（>95%） C=L>zOZ  
    • 信噪比满足（<30db） Z, Yb&b  
    • 杂散光满足（<5%） {OkV%Q<  
    |`2RShu  
    11.总结 ?}tFN_X"  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 '4+ ur`  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 EReZkvseC  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 +NZ_D#u  
    • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。 30#s aGV  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 #uG%j  
    XFHYQ2ME2  
     %+W{iu[|  
    QQ：2987619807 pk$l+sNZ=  
     
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