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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
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-10
    1.简介 D]zwl@sRX:  
     aDU<wxnSvO  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 E|iQc8gr&  
    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。 'uBu6G  
    h2G$@8t}I  
    2．模拟任务 32&;`]C  
    ]n6#VTz*  
    8Vr%n2M  
    DOE： Y3Yz)T}UkS  
    相位型衍射 _852H$H\  
    光束整形器 .P8&5i)'P,  
    直径：2mmx2mm "&Y`+0S8  
    形状：圆形 ;r<^a6B  
    相位级次：16     Ayxkv)%:@)  
    nT7%j{e=L  
    y [}.yyye  
    3.建模任务：入射光场 =;Au<|  
    |-:()yxs  
    k\5c|Wq|g  
    高斯准直激光光束的光束参数 rC5 p-B%  
    Kp%2k^U  
    • 波长：632.8nm >*35C`^  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm l+KY)6o  
    M:Pc,  
    ~vm%6CABM  
     ]cHgleHQ  
    4.建模任务：期望输出光场 t}r ' k/[  
    f6hnTbJ  
    |d{PA.@33  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: (ZUHvvL  
    -r`.#c4  
    • FWHM-直径：0.5mm gb[5&> (#  
    • 边缘宽度：50um 6m}Ev95  
    • 效率：>95% y%"{I7!A  
    • 信噪比（SNR）：>30dB W+I!q:p4H  
    • 杂散光：<5% Ag-(5:  
    (KjoSN( K  
     n] ._uza  
    *#,7d"6W5  
    5.设计方案 rBQ_iB_  
    G#ZH.24Y  
    )|ju~qbf  
    • 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）。 =W(Q34  
    • 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）。 Acez'@z  
    ha]VWt%}  
    V(H1q`ao9  
     ?1~`*LE  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 1+_`^|eK  
     ^UP`%egR  
    B6MB48#0gs  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 |mZxfI  
    • 用户必须输入所需的信息 p_RsU`[  
    - 入射场 NVkV7y X]  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） 5'OrHk;u  
    - 系统参数 c[0}AG J  
    - 制造条件 qU \w=  
    q }3`|'3  
     5%Y3 Kwyy  
    (p"%O  
    7.设计过程 ROH|PKb7  
    'TTLo|@"-  
    j`{?OYD  
    =/@D8{pU  
    s:n6rG  
    sA+ }TNhq  
    ( >LF(ll  
    设计和优化过程由两步完成： /2&c$9=1  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 9)l$ aBa  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 hZ|z|!g0  
     \[;0 KV_  
    8.系统模拟 >xN .F/[K  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 3(>B Ke  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 0Um2DjTCG  
    • 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。 ^}RCoE  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 iDpSj!x/_  
    z<MsKD0Q  
     p?02C# p  
    /4yo`  
    9. 初始几何光学设计的结果 (Lbbc+1m  
    ]_)yIi"  
    j`EXlc~  
    GV1pn) 4  
    dB{Q" !  
    感兴趣的优化函数 p'Y^ X  
    • 效率满足（>95%）  CT&|QH{  
    • 信噪比不满足（<30db） b!+hH Hv:  
    • 杂散光不满足（>5% 8=!D$t\3  
     {B~QQMEow  
    n'"/KS+_  
    &5>Kl}7  
    W~)}xy  
    10. 后续IFTA优化后的结果 N"Z{5A  
           ,<.V7(|t)  
    `~cqAs}6]Q  
    ,>:U2%  
     |NlO7aQ>2H  
    :@yEQ#nFp  
    感兴趣的优化函数 [|v][Hwv  
    • 效率满足（>95%） (|2t#'m  
    • 信噪比满足（<30db） z[ N`s$;  
    • 杂散光满足（<5%） QL(n} {.%  
    pd?M f=>#  
    11.总结 gM&{=WDG6  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 Usvl}{L[  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 :'Vf g[Uq  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 td$E/h=3  
    • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。 <NMEGit  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 7P } W *  
    'B |JAi?  
     [+^1.N  
    QQ：2987619807 {FI&^39 F$  
     
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