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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 NZ.aI{  
     )p!dql K  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 sH&8"5BT%  
    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。 pXQ&2s$  
    h@Hmo^!9J  
    2．模拟任务 *:d_~B?Tn  
    |kVxrq  
    q#WqU8~Y  
    DOE： [PQG]"  
    相位型衍射 '.^JN@  
    光束整形器 | _S9U|  
    直径：2mmx2mm a~{St v  
    形状：圆形 S"_vD<q  
    相位级次：16     L9AfLw5&X  
    ! q1Ql18n  
    $/d~bk@=l  
    3.建模任务：入射光场 (d!vm\-PH  
    'kUrSM'*$N  
    J7E/2Sl  
    高斯准直激光光束的光束参数 5aWKyXBIx  
    8zY)0  
    • 波长：632.8nm -,+JE0[  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm oYqC"g&4Z  
    'dht5iI;Yw  
    )<Yy.Z_:DC  
     KztF#[64W^  
    4.建模任务：期望输出光场 (8>k_  
    V5A7w V3~  
    9GQTe1[t4  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: S@*@*>s^  
    wYF)G;[wM  
    • FWHM-直径：0.5mm "n05y}  
    • 边缘宽度：50um o-(jSaH :;  
    • 效率：>95% o@>5[2b4  
    • 信噪比（SNR）：>30dB %R_8`4IQ  
    • 杂散光：<5% <LLSUk/  
    JE?XZp@V  
     %ZZ}TUI W  
    .}0Cg2W  
    5.设计方案 CP?\'a"Kt  
    {wMCo ,  
    ^^%*2^  
    • 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）。 7*4F-5G/  
    • 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）。 =lffr?#&B  
    %Ajf|Go0/G  
    I4") ;T3  
     {uhw ^)v  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 ksK lw_%o  
     "%Rx;xw|  
    @cXY"hP`  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 T$q]iSgu  
    • 用户必须输入所需的信息 +q2l,{|?  
    - 入射场 u{_T,k<!  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） &2c?g1%  
    - 系统参数 M1oCa,8M+  
    - 制造条件 S ":-5S6  
    5\a5^FK~  
     9PGSr4V 1  
    #ob">R  
    7.设计过程 V&f3>#n\  
    Zwq_&cJK  
    T&{EqsI=B  
    9:esj{X  
     k/t4  
    "OWq]q#  
    )qxL@w.  
    设计和优化过程由两步完成： gmM79^CEF  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 \C>I6{  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 t[DXG2&  
     H- S28%.  
    8.系统模拟 K1$Z=]a+  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。  a1j 6-p  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 &-{4JSII  
    • 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。 +^%F8GB  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 {X<tUco  
    AFY;;_Xks  
     d:j$!@o  
    'DKP-R"  
    9. 初始几何光学设计的结果 q_I''L  
    9x:c"S*  
    `5gcc7b  
    MbJV)*Q  
    muY4:F.C(  
    感兴趣的优化函数 b0 5h,  
    • 效率满足（>95%） J M`uIVnNA  
    • 信噪比不满足（<30db） XCk \#(VSE  
    • 杂散光不满足（>5% uEk$Y=p7!  
     Kj}}O2  
    i|2Q}$3t2  
    /FQumqbnt  
    "V^(i%E;  
    10. 后续IFTA优化后的结果 6T)D6;@L  
           jF'S"_/?  
    jd$lu^>I  
    Yr0%ZYfN  
     PvO>}(=  
    J\Se wg9  
    感兴趣的优化函数 Qg4qjX](?  
    • 效率满足（>95%） iHR?]]RF  
    • 信噪比满足（<30db） d*!,McBn  
    • 杂散光满足（<5%） @90)  
    ./[t'dgC  
    11.总结 2avSsN{^  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 4s3n|6v  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 F*(<`V  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 uWgY+T  
    • 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。 K 0b(D8!  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 p>!`JU`{?  
    6Si z9  
     0;]tC\D1  
    QQ：2987619807 ?-Oy/Y K  
     
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