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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 `84yGXLK  
     p8bTR!rvz  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 -I<`!kH*  
    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。 l0)6[yXK  
    w%na n=  
    2．模拟任务 g DIB'Y  
    *GnO&&m'B  
    z81!F'x;  
    DOE： 81 C?U5  
    相位型衍射 +[qy HTcG  
    光束整形器 QJ'C?hn  
    直径：2mmx2mm xJlq2cK  
    形状：圆形 \|s/_35(  
    相位级次：16     P]^] T}5  
    s)=7tHoqB)  
    YzVLa,[  
    3.建模任务：入射光场 \`&fr+x  
    -JkO[ IF  
    }Qo8Xps  
    高斯准直激光光束的光束参数 v.J#d>tvf  
    Dbd5d]]n3  
    • 波长：632.8nm K>~l6  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm YTA  &G  
    5}VP-04vh  
    Nq3P?I(<  
     \v_( *  
    4.建模任务：期望输出光场 ~CscctD{;  
    kdq55zTc<6  
    Fh;(1X75I  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: ;E_{Zji_e  
    Mf"B!WU>]B  
    • FWHM-直径：0.5mm )i>KgX  
    • 边缘宽度：50um 4B 6Aw?  
    • 效率：>95% e)8iPu ..  
    • 信噪比（SNR）：>30dB J.(_c ' r  
    • 杂散光：<5% 7v_e"[s~  
    lw{|~m5`  
     7y3; F7V  
    _BV:i:z  
    5.设计方案 d29HEu  
    kzT'  
    i)ctrdP-  
    • 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 q'}i  
    • 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）。 V8/o@I{U[  
    !ywc).]e  
    6=k^gH[g  
     k-/$8C  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 /r6DPR0\  
     hb{(r@[WHv  
    195(Kr<5$  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 mdd~B2"el  
    • 用户必须输入所需的信息 YDwns  
    - 入射场 ~cz t=  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） D3OV.G]`  
    - 系统参数 qA42f83  
    - 制造条件 SF7Kb`>Y  
    ?.H*!u+9>  
     (46)v'?  
    V& m\  
    7.设计过程 K;~dZ  
    C/JFg-r  
    RXDk8)^  
    h7{W-AtM7_  
    4^r}&9C ~  
    ~H.;pJ{ 8  
    R;%iu0  
    设计和优化过程由两步完成： 9bB~r[k  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 RB!g,u  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 &fcRVku  
     B4?P"|  
    8.系统模拟 S/4k fsN  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 5BZ5Gl3  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 c=5$bo]LI  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 JQb]mU%?  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 \Z$*8z=  
    l[x wH 9'  
     7Vi[I< *  
    AQ&;y&+QR  
    9. 初始几何光学设计的结果 @RC_Ie=#)  
    ;O CYx[|  
    B?]^}r  
    v{9eEk1  
    pd|s7  
    感兴趣的优化函数 <D__17W:;  
    • 效率满足（>95%） W<2-Q,>Y  
    • 信噪比不满足（<30db） \<5xf<{  
    • 杂散光不满足（>5% 8L#sg^1V  
     SF6n06UZu  
    !`u)&.t7  
    ,T]okN5uI  
    K \O,AE  
    10. 后续IFTA优化后的结果 (b(iL\B$D=  
           UwLa9Dn^  
    S&a 44i  
    xN5}y3  
     pCq{F*;  
    0P|WoC X  
    感兴趣的优化函数 milU,!7J  
    • 效率满足（>95%） .e6:/x~p*  
    • 信噪比满足（<30db） ]!/1qF  
    • 杂散光满足（<5%） # RtrHm  
    $ZA71TzMV  
    11.总结 H*Yy o ?  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 EfOJ%Xr[,l  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 n@*NQ`(_  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 3h4>edM  
    • 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。 `8L7pbS%,Q  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 H]SnM'Y  
    L"IdD5`7T  
      z=!xN5  
    QQ：2987619807 NK#f Gz*,(  
     
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