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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 jhjGDF  
     .\= GfF'  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 !f-mC,d  
    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。 )_"Cz".|9  
    Y$uXBTR`y/  
    2．模拟任务 mVfg+d(  
    M,"4r^%k  
     *>j u1f  
    DOE： +8Yt91   
    相位型衍射 EgM.wQHR]  
    光束整形器 z)xGZ*{=  
    直径：2mmx2mm LbOjKM^-  
    形状：圆形 osyY+)G'sV  
    相位级次：16     kD dY i7g>  
    -U)6o"O_CV  
    6[,*2a8  
    3.建模任务：入射光场 ]IMBRZQqb  
    I1^0RB{~  
    u4bPj2N8I  
    高斯准直激光光束的光束参数 h.>6>5$n  
    vNlYk  
    • 波长：632.8nm 28JWQ%-  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm !yU!ta Q  
    RKFj6u  
    >e :&kp  
     c) Zid1  
    4.建模任务：期望输出光场 oNY;z-QK  
    }C!N$8d,  
    ?&EPZqI  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: B;9X{"  
    KGd L1~  
    • FWHM-直径：0.5mm *L7 ZyERs  
    • 边缘宽度：50um %>`0hk88  
    • 效率：>95% LL|$M;S  
    • 信噪比（SNR）：>30dB +Wh0Of  
    • 杂散光：<5% O&!>C7  
    T V\21  
     5jD2%"YUV  
    J5h;~l!y  
    5.设计方案 -'3~Y 2#  
    NF&R}7L  
    unKTa*U^q  
    • 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）。 a<7Ui;^@  
    • 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）。 { %X /w'|  
    \&ra&3o  
    #]<j.Fc`  
     \72(d  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 jR`q  y<  
     ^_ L'I%%[  
    z[Xs=S!]I  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 =UYZ){rt9E  
    • 用户必须输入所需的信息 H(9%SP@[c  
    - 入射场 <x@brXA  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） S"0<`{Gv  
    - 系统参数 ukb2[mb*u  
    - 制造条件 'AU(WHf  
    \)'s6>58|  
     PB00\&6H  
    'MH WNPG0  
    7.设计过程 iV;X``S  
    rdZk2\<  
    nylrF"'e  
    oV"#1lp*  
    Uu ~BErEC  
    6=A   
    H"lq!C`  
    设计和优化过程由两步完成： 0)n#$d>  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 2<53y~Yi%  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 E uxD,(  
     > 5-z"f  
    8.系统模拟 '*H&s  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ]`39E"zY  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 |2w,Np-  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 ~x;1&\'k  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 \nT, NV11  
    uLXMEx<^  
     AX3iB1):K  
     %~Vgz(/  
    9. 初始几何光学设计的结果 gFlUMfKh  
    ?EQ]f34  
    VsEMF i=  
    <nDuN*|  
    ^-Ob($(\  
    感兴趣的优化函数 L:UJur%  
    • 效率满足（>95%） @9S3u#vP  
    • 信噪比不满足（<30db） 1}nrVn[B9  
    • 杂散光不满足（>5% xQ4 5B` $  
     W2cgxT  
    _Bh-*e2k  
    )fSO|4   
    CqHCJ '  
    10. 后续IFTA优化后的结果 ~nO]R   
           #+dF3]X(&  
    t* eZe`|  
    NKyaR_q`  
     0 _ 4p>v:  
    V*]cF=W[A  
    感兴趣的优化函数 anLSD/'4W  
    • 效率满足（>95%） V`:iu n^f  
    • 信噪比满足（<30db） $&D$Uc`U>  
    • 杂散光满足（<5%） 7;0$UYDU*  
    <X]'":  
    11.总结  %T9'dcM  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 IJX75hE0g  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 [!Uzw 2  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 o2p;$W4`  
    • 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。 tx0`#x  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 ?[<C,w~$`  
    I !\;NVhv  
     ^|Bpo(  
    QQ：2987619807 $TU)O^c  
     
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