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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 IuFr:3(  
     Xsn M}  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 :SwA) (1  
    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。 *>2FcoN;  
    v 9G~i  
    2．模拟任务 Y$, ++wx  
    d/+s-g p  
    `o9:6X?RA  
    DOE： T6?03cSE  
    相位型衍射 E>#@ H  
    光束整形器 IEM{?  
    直径：2mmx2mm Bk~lM'  
    形状：圆形 kwww5p ["  
    相位级次：16     npytb*[|c  
    c9@3=6S/  
    WAuT`^"u  
    3.建模任务：入射光场 /EHO(d!<  
    st.{AEv@  
    v0!(&g 3Sd  
    高斯准直激光光束的光束参数 K5<2jl3S  
    toj5b;+4F  
    • 波长：632.8nm 1f"}]MbLR  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm 3z#> 1HD$  
    ze LIOw  
    G.N `  
     @az<D7j2  
    4.建模任务：期望输出光场 M/xm6  
     D5Jg(-  
    rHybP6C<  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: &eO.h%@  
    j)nE!GKD(  
    • FWHM-直径：0.5mm KqBiF]Q  
    • 边缘宽度：50um ())_4 <  
    • 效率：>95% I"8Z'<|/\q  
    • 信噪比（SNR）：>30dB Uw5&.aqn.b  
    • 杂散光：<5% ^?q(fK%  
    iB~dO @  
     n Jz*}=  
    2h}FotlO  
    5.设计方案 W<O/LHKHdn  
    z#n+iC$9  
    .'l3NV^{  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 ;Hp78!#,  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 &liFUP?   
    B 'O1dRj&6  
    AjO{c=d  
     )Fqtb;W=  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 p Zxx  
     39~WP$GM  
    RZ9_*Lq7+  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 u#V;  
    • 用户必须输入所需的信息 1?"Zrd  
    - 入射场 R +U*]5~R  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） ojJu a c4  
    - 系统参数 PVN`k, 4  
    - 制造条件 P=E10  
    5YUe>P D  
     bx7hQzoX=b  
    W=#jtU`:5  
    7.设计过程 r' |ei,  
    az}zoFl  
    C(KV5c  
    *Hv d  
    A-^B ?E  
    uc=u4@.>  
    z,!A4ws  
    设计和优化过程由两步完成： ePSD#kY5  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 dry%aT  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 R&'Mze fb  
     h7xgLe@  
    8.系统模拟 qr*e9Uk^  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 k<o<!   
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Jcp=<z*0  
    • 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。 !_dW  `  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 oChf&W 8u  
    Vrp]YR L`  
     !:_krLB<  
    gaU^l73 ,C  
    9. 初始几何光学设计的结果 g ZES}]N  
    GIK.+kn\  
    sI4 FgO  
    vMJC  
    F=UW[zy/[  
    感兴趣的优化函数 ZS&lXgo  
    • 效率满足（>95%） ~(cqFf  
    • 信噪比不满足（<30db） dVJ9cJ9^  
    • 杂散光不满足（>5% !_&;#j](  
     V%^d~^m,H  
    h}+Gz={Q^  
    @3I?T Q1  
    k$,y1hH;f8  
    10. 后续IFTA优化后的结果 "nNT9 K|  
           L_=3`xE _  
    5YiBPB")  
    CZCVC (/u  
     2%pe.s tQ  
    S2=x,c$  
    感兴趣的优化函数 RS7J~Q  
    • 效率满足（>95%） ?CpM.{{s  
    • 信噪比满足（<30db） ]/mRMm9"3h  
    • 杂散光满足（<5%） 7P52r  
    od3b,Q  
    11.总结 8ePzU c\#  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 1n $  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ^687U,+  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 iz`ys.Fu  
    • 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。 l-'\E6grdH  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 _<)HFg6  
    49B6|!&I  
     KeC&a=HL  
    QQ：2987619807 ZZ].h2= K  
     
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