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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 q4IjCu+  
     {?h6*>-^Z  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 SqT"/e]b'  
    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。 TF ([yZO'  
    EC\rh](d 1  
    2．模拟任务 PauFuzPP  
    w~FO:/  
    F4aJr%!\6S  
    DOE： :ayO+fr#  
    相位型衍射 \-`oFe"  
    光束整形器 A.'`FtV  
    直径：2mmx2mm !Z9ikn4A  
    形状：圆形 ^PCL^]W  
    相位级次：16     @_ tA"E  
    , K"2tb  
    wxr}*Z:ZMa  
    3.建模任务：入射光场 h.+,*9T\  
    Pq_ApUZa  
    |RbUmuj  
    高斯准直激光光束的光束参数 56~da ){gd  
    B )3SiU  
    • 波长：632.8nm ,~68~_)  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm ?_h#>  
    V[2<ha[n>  
    W3{5Do.h  
     >Gu>T\jpe.  
    4.建模任务：期望输出光场 SUQ}^gn]  
    [4 (A458H  
    eVbh$cIrZ  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: IEKX'+t'  
    )~o`QM+  
    • FWHM-直径：0.5mm [7t0[U~3?  
    • 边缘宽度：50um {10+(Vl  
    • 效率：>95% p44uozbK  
    • 信噪比（SNR）：>30dB ~'YSVx& )  
    • 杂散光：<5% ? wiq 3f6  
    \=: g$_l  
     0O 9 Lg}  
    hE3jb.s(>  
    5.设计方案 ^`C*";8Q  
    ki/Lf4  
     9%hB   
    • 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）。 0eu$ oel-  
    • 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）。 &T4Cn@  
    <P)%Ms  
    uZ{xt6 f  
     |D_n4#X7u  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 T)?@E/VaS  
     oGjYCVc  
    | r*1.V(  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 hFF&(t2{^  
    • 用户必须输入所需的信息 ynz5Dy.d;  
    - 入射场 AT8,9  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） 9bYHb'70  
    - 系统参数 UgBY ){<  
    - 制造条件 PyJblW  
    |H I A[.q  
     l~ >rpG  
    J+Y|# U  
    7.设计过程 rEyMSLN  
    lu(Omds+  
    I,q~*d  
    e}@J?tJK.L  
    =$`")3y3  
    &5CeRx7%  
    mi3q1npb7[  
    设计和优化过程由两步完成： D}=i tu  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 FP cvkXQD  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 O&1p2!Bk4  
     ]7ZC>.t  
    8.系统模拟 .oOt(K +  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 _-nN( ${{  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 nFOG=>c}  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 m<;" 1<k  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 iw6M3g#  
    e5y`CXX  
     HCCp<2D"C  
    ojI"<Q~g  
    9. 初始几何光学设计的结果 Y{B_OoTun  
    W5yu`Br  
    M%LwC/h:,  
    w4/)r-Z4I  
    {nWtNyJpS  
    感兴趣的优化函数 ph.:~n>z  
    • 效率满足（>95%） c8 fb)`,k  
    • 信噪比不满足（<30db） z~;qDf|I  
    • 杂散光不满足（>5% w9}IM149  
     n_ gB#L$  
    w6Ny>(T/  
    k0=y_7 =(5  
    "s^@PzQpN  
    10. 后续IFTA优化后的结果 / S^m!{  
           xL#oP0d<e  
    LA3,e (e  
    eJdQ7g[>  
     ^OsUWhkV  
    l"g%vS,;`  
    感兴趣的优化函数 $G.|5sEk  
    • 效率满足（>95%） atnbM:t  
    • 信噪比满足（<30db） `qEm5+`  
    • 杂散光满足（<5%） 2Nzcej  
    LxGh *7K-  
    11.总结 T+( A7Qrx%  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 ^W*)3;5  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 3hjwwLKG$  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 )W3l{T(  
    • 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。 ZSf+5{2m  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 )^xmy6k  
    uU"s50m  
     'KrkC A  
    QQ：2987619807 WWs>@lCK  
     
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