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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 pi~5}bF!a  
     #^r-D[/m  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 S6(48/  
    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。 p<(a);<L  
    2I}+AW!!=  
    2．模拟任务 Z^2SG_pD  
    Y,v9o  
    z/`+jIB  
    DOE： Qw5(5W[L  
    相位型衍射 vD9\i*\2  
    光束整形器 .`m|Uf#" _  
    直径：2mmx2mm E b:iym0  
    形状：圆形 ; M0`8MD  
    相位级次：16     zl6]N3+4  
    HEbL'fw^s  
    y705  
    3.建模任务：入射光场 %6 Av1cv  
    ]T'8O`  
    :0Jn`Ds4o  
    高斯准直激光光束的光束参数 S+~;PmN9qL  
    MymsDdQ]  
    • 波长：632.8nm ]o]`X$n  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm $(;Ts)P  
    5I2 h(Td  
    z^`4n_(Ygu  
     &WBpd}|+Y  
    4.建模任务：期望输出光场 F?R6zvive  
    ;"0bVs`.^e  
    M&V4|D  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: EBW*v '  
    d;p3cW"  
    • FWHM-直径：0.5mm Yg '(  
    • 边缘宽度：50um B=K<k+{6"  
    • 效率：>95% MbCz*oW  
    • 信噪比（SNR）：>30dB z+;$cfN  
    • 杂散光：<5% }v2p]D5n.  
    Xe\}(O  
     ~&p]kmwXSX  
    gizY4~ j  
    5.设计方案 S+[,\>pY  
    @xBb|/I  
    )e P Qxx  
    • 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）。 SaF0JPm4z  
    • 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）。 hfLe<,  
    g]HxPq+O  
    ~FYC'd  
     flqr["czwK  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 EeQ8Uxb7  
     *vRHF1)L  
    NiVLx_<Pr'  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ufR>*)_+  
    • 用户必须输入所需的信息 Z"Hq{?l9  
    - 入射场 |tI{MztJ"c  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） /_cpS q  
    - 系统参数 .aa7*e  
    - 制造条件 |>U<EtA"  
    ld(_+<e  
     T<7}IH$6xE  
    Q$.CtECo  
    7.设计过程 `_Iyr3HAf  
    A ;`[va  
    u"v$[8  
    &f'Lll  
     !vl1#@  
    =r]_$r%gR  
    #Qz 9{1\G  
    设计和优化过程由两步完成： 4jZt0  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Uhh[le2 %  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 R6;229e  
     E.:eO??g  
    8.系统模拟 MJe/ \  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Dy. |bUB!f  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 5C`Vno~v  
    • 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%*BiI  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。  nSo.,72  
    :k.>H.8+~  
     )0 6. dZq\  
    f~=e  
    9. 初始几何光学设计的结果 /8_x]Es/  
    2g)q (  
    QxEmuiN  
    2-g 5Gb2|  
    !JDyv\i}  
    感兴趣的优化函数 0""%@X]m  
    • 效率满足（>95%） w{;bvq%lY  
    • 信噪比不满足（<30db） P&o+ut:  
    • 杂散光不满足（>5% dXt@x8E  
     \@Z D.d#  
    ,0Udz0  
    u?g;fh6  
    #c<F,` gdi  
    10. 后续IFTA优化后的结果 |9CPT%A#  
           )buy2#8UW  
    )J\ JAUj  
     +@Kq  
     9Kz }  
    <3k9 y^0  
    感兴趣的优化函数 Tt0]G_  
    • 效率满足（>95%） ,+n{xI2  
    • 信噪比满足（<30db） ,`ehR6b  
    • 杂散光满足（<5%） , YE+k`:  
    J0@#xw=+  
    11.总结 It'PWqZtG  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 OOus*ooo2  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Mm"0Ip2"  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 %`dVX EO  
    • 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。 )hA)`hL F  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 ` NvJ  
    H8qAj  
     $kQQdF  
    QQ：2987619807 /LCRi  
     
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