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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 8Fv4\dr  
     yeA]j[ #  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ut.tf \c  
    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。 UL" M?).5  
    p MR4]G  
    2．模拟任务 C)ic;!$Qhb  
    [<X ~m  
    f |NXibmP  
    DOE： 5 Q,j+  
    相位型衍射 oE)xL%*  
    光束整形器 S7b7zJ8A  
    直径：2mmx2mm Y)7\h:LIg  
    形状：圆形 J:G{  
    相位级次：16     BzTzIo5  
    p tlag&Z  
    B^/(wHBp  
    3.建模任务：入射光场 S2EV[K8#  
    y 7z)lBy\  
    [Xww`OUsh  
    高斯准直激光光束的光束参数 x M{SFF  
    t:n$9WB)  
    • 波长：632.8nm N'Vj& DWC  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm PNH>LT^  
    omI"xx  
    h$p}/A  
     AI-ZZ6lzR  
    4.建模任务：期望输出光场 %- Ga  ^[  
    =.qPjp_Qd  
    ,_ @) IN  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: j|@8VxZ  
    #I#_gjJkx  
    • FWHM-直径：0.5mm @_?Uowc8  
    • 边缘宽度：50um @{ L|&Mk!  
    • 效率：>95% YTg8Zg-Z  
    • 信噪比（SNR）：>30dB dRUmC H  
    • 杂散光：<5% k0 D):  
    v!AfIcEV  
     ;8w CQ  
    DPfN*a-P(  
    5.设计方案 %yK- Q,'O  
    O6ltGtF  
    9H2mA$2jnE  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 r9p ((ir  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 79B+8= K  
    QT4vjz+|  
    fC/P W`4Ae  
     4@0Z<8Mo  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 z6fY_LL  
     1*:BOoYx  
    Rp>%umDyL  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 <3x:nH @  
    • 用户必须输入所需的信息 {x~r$")c?  
    - 入射场 qR kPl!5  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） ;X+cS,h  
    - 系统参数 OX[r\  
    - 制造条件 RY\ 0dv>  
    K14v6d  
     W+Ou%uv}S  
    10tTV3`IM  
    7.设计过程 #-l+c u{  
    l0E]#ra"  
    T*k}E  
    /xd|mo)D  
    kJ)Z{hy  
    rpEN\S%7P  
    ycf)*0k  
    设计和优化过程由两步完成： [S0wwWU |0  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 +kq+x6&  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 $)6x3&]P  
     8J~-|<Q6  
    8.系统模拟 sIRfC< /P  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 6UU<:KH  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 o+}G/*O8  
    • 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。 VdGpreRPC  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 - x;xQ  
    xdMY2u  
     GyfKSj;  
    6cOlY= bn  
    9. 初始几何光学设计的结果 {gzVbZ#  
    5+t$4N+P  
    Yi <1z:\  
    FLIU}doc  
    Y4[oa?G  
    感兴趣的优化函数 S$4 6YQ  
    • 效率满足（>95%） -*qoF(/U  
    • 信噪比不满足（<30db） (~fv;}}v  
    • 杂散光不满足（>5% wGWv<<Qw"  
     z Ece>=C  
    DeI3(o7  
    ei~f1$zc#h  
    A>)Ced!  
    10. 后续IFTA优化后的结果 z}Um$'. =  
           N(P2Lo{JF  
    EtQ:x$S_  
    I/u>Gt  
     : Xu9` 5  
    lBudC  
    感兴趣的优化函数 onm" 7JsO'  
    • 效率满足（>95%） J|([(  
    • 信噪比满足（<30db） 7tne/Yz  
    • 杂散光满足（<5%） #$l:%  
    E@-5L9eJ\  
    11.总结 xl9S=^`=  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 tRNMiU  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ]1M Z:]k  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 >u]9(o7I  
    • 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。 WT}x Cni  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 lUw=YM  
    h)s&Nqg1B  
     @h(Z;  
    QQ：2987619807 3mL(xpT.8z  
     
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