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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 >/8yGBD  
     6Udov pl  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 UX dUO@  
    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。 9^j &V mF  
    !TUrQ  
    2．模拟任务 +t?3T-@Ks  
    ~P@Q7T*  
    PbmDNKEh{  
    DOE： v-PXZ'7~  
    相位型衍射 ZSG9t2qlv  
    光束整形器 xftBSdVE  
    直径：2mmx2mm 9o+)?1\  
    形状：圆形 MgY0q?.S=  
    相位级次：16     uH(f$A  
    f` ;j:O  
    PF53mUs4  
    3.建模任务：入射光场 ;LMJd@  
    %oO4|JkJX  
    HBMhtfWW  
    高斯准直激光光束的光束参数 )/wk ( O+  
    sashzVwJ-=  
    • 波长：632.8nm vMm1Z5S/  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm | y2w9n0D  
    3h *!V6%q  
    RR]CW  
     `-p:vq`  
    4.建模任务：期望输出光场 EUxGAj$-  
    !Y[lQXv  
    -&-Ma,M?  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: z[3L2U~6  
    ,=#F//  
    • FWHM-直径：0.5mm d&+h}O  
    • 边缘宽度：50um #n#@fAY  
    • 效率：>95% 9;B0Mq py  
    • 信噪比（SNR）：>30dB [_Qa9e  
    • 杂散光：<5% v uoQz\  
    J{k79v  
     ;oy-#p>N%  
    sk=-M8;\  
    5.设计方案 2u5|8  
    %y@Hh=  
    <OIIoB?t  
    • 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）。 D"a~ #^  
    • 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）。 njWL U!  
    w.?:SD  
    #~<0t(3Q  
     ,"HL~2:~  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 :(M(>4t  
     vy\RcP  
    r(RKwr:m  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 opc/e  
    • 用户必须输入所需的信息 OHhsP}/  
    - 入射场 `#;e)1  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） R5X.^u  
    - 系统参数 ,uSQNre\j  
    - 制造条件 BZ?.D_bu  
    }#&#^ B#?O  
     _N{RVeO  
    Z|lq b=  
    7.设计过程 p_${Nj  
    [< &oF  
    *1fb}C_  
    C<m{*C-`a  
    V{:A3C41  
    =5(>q5Z*  
    V0P>YQq9s  
    设计和优化过程由两步完成： M!REygyx  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 `Ch9~*p  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 -)RH5WGS  
     !BOY@$Y  
    8.系统模拟 paD!Z0v&  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 B4i!/@0s  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 $Z\.-QE\  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 -bSSP!f  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 &i$ldR  
    VCD:3U 8  
     2C9V|[U,  
    ^HqY9QT2  
    9. 初始几何光学设计的结果 |4uWh  
    ucG@?@JENm  
    $D|e>U  
    3tZ]4ms}  
    X;"Sx#U  
    感兴趣的优化函数 aD=A^ktx  
    • 效率满足（>95%） RF%KA[Dj  
    • 信噪比不满足（<30db）  wv\w;'  
    • 杂散光不满足（>5% '<ZlGFt'n  
     Te<}*qvD  
    h3z{(-~y  
    'i4_`^:+  
    w[I E  
    10. 后续IFTA优化后的结果 S&b*rA02zp  
           #nK>Z[  
    zhpt%7So  
    o!{w"K  
     #w\~&0  
    ^7 &5 z&o  
    感兴趣的优化函数 {:]9Q Tq  
    • 效率满足（>95%） s3R(vd  
    • 信噪比满足（<30db） [`c^ 4 E  
    • 杂散光满足（<5%） A<qTg`gA  
    I~Zh@d%  
    11.总结 &' Ne! o8  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 .xH5fMj,"  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 v,4pp@8rv  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 t 0|!(3  
    • 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。 -1U D0(  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 NR5oIKP?  
    C86J IC"  
     i5K[>5  
    QQ：2987619807 :=\Hoz  
     
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