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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 V07VwVD  
    @wMQC\Z  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 3jXR"@Z-  
    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。 ]d^ k4 d  
    !*5_pGe  
    2.模拟任务 W w^7^q&  
    *h:D|4oJ(  
    drbe#FObX  
    DOE: *|^,DGfQ6  
    相位型衍射 ;*nh=w  
    光束整形器 f&f`J/(  
    直径:2mmx2mm JBvk)ogM  
    形状:圆形 el}hcAY/RP  
    相位级次:16
    1y 1_6TZ+  
    D$QGLI9(  
    !ZX&r{pJp  
    3.建模任务:入射光场 " cNg :  
    & \JLTw  
    xUIvLH=  
    高斯准直激光光束的光束参数 [#IBYJ.6  
    nT#37v  
    波长:632.8nm KM5jl9Vv  
    • 激光光束直径(1/e2):1mm 28ja-1dB  
    Bj; [  
     8>ESD}(  
    '^e0Ud,  
    4.建模任务:期望输出光场 (VfwLo>#  
    U&`6&$]  
    hH#lTye  
    期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): z/)$D  
    :,jPNuOA  
    • FWHM-直径:0.5mm EG%I1F%  
    • 边缘宽度:50um DQ%`v =  
    • 效率:>95% ix:2Z-  
    • 信噪比(SNR):>30dB '^8g9E .4K  
    • 杂散光:<5% c$.UE  
    E2h(w_l  
    HJc<Gwm  
    [+y &HNf  
    5.设计方案 ,|6Y\L  
    UVz=QEuYb  
    zMbfV%b  
    • 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)。 I+*osk  
    • 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)。 BQ).`f";d  
    "&@gX_%  
    xT:qe  
    WfRVv3Vm  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 ;9}w|!/  
    ]U_5\$  
    T:be 9 5!,  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 3Wjq>\  
    • 用户必须输入所需的信息 TViBCed40  
    - 入射场 v hRu `Yb  
    - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ,m2A p\l  
    - 系统参数 f#*h^91x  
    - 制造条件 Tnf&pu#5  
    , - QR  
    d#E(~t(^  
    65'`uuPx  
    7.设计过程 Lc58lV=  
    lt }r}HM+  
    NKRaQ r  
    SL6mNn9c  
    k}- "0>  
    W/b"a?wE{  
    eLCdAr  
    设计和优化过程由两步完成: mk#>Dpy?  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 -kWO2  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 uCY(:;[<  
    [Bl $IfU  
    8.系统模拟 n;e."^5  
    • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 R1I I k  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 U* -% M  
    • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 Tm (Q@  
    • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 ,h3269$J  
    OG0r4^6Ly  
    co \[{}}  
    K#_~ !C4L  
    9. 初始几何光学设计的结果 _{N0OX  
    xR\D(FLV S  
    m"96:v  
    "9c.CI  
    sjkWz2]S  
    感兴趣的优化函数 pYYqGv^oa  
    • 效率满足(>95%) qFV;n6&V  
    • 信噪比不满足(<30db) aQz|!8Is  
    • 杂散光不满足(>5% i58ZV`Rk`  
    RY>)eGJ  
    %4?SY82  
    &{X{36  
    m-:8jA?  
    10. 后续IFTA优化后的结果 vpZu.#5c  
           %1Vu=zCAW  
    \hjk$Gq  
    v_y!Oh?EG  
    ^L>MZA ?  
    ^+(A&PyP?  
    感兴趣的优化函数 eXj\DjttG}  
    • 效率满足(>95%) ]jHh7> D  
    • 信噪比满足(<30db) +")qi =  
    • 杂散光满足(<5%) 9oZ } h&  
    8QkWgd7y  
    11.总结 )e4WAlg8c  
    • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 tQNk=}VR7r  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 bYwI==3  
    • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 o|R*POM  
    • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。 C><<0VhU  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 oUW )H  
    tIz<+T_  
    8>C; >v  
    QQ:2987619807 \zk?$'d  
     
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