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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 }#u}{  
     WCWBvw4&"{  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 \J\1i=a-=  
    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。 'XQv>J  
    g-(xuR^*  
    2．模拟任务 IweQB}d  
    gf@'d.W}  
    IX3U\_I#  
    DOE： i|d41u;@  
    相位型衍射 "|&*MjwN6  
    光束整形器 XJ NKM~  
    直径：2mmx2mm {5z?5i ?D  
    形状：圆形 wLUmRo56aR  
    相位级次：16     & ='uAw  
    Hm^p^,}_x  
    :3Jh f$  
    3.建模任务：入射光场 i\eykYc,  
    0UB'6wRVo  
    1!NaOfP;@  
    高斯准直激光光束的光束参数 #5I "M WA  
    XF$C)id2p  
    • 波长：632.8nm vA{[F7  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm Q\z*q,^R  
    _1 JvA-  
    LOYv%9$0*p  
     Y\x Xo?  
    4.建模任务：期望输出光场 e O}mZN  
    5LK>n-  
    )T+htD)  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: #sHP\|rA  
    \^:f4ZT  
    • FWHM-直径：0.5mm 8ksDXf`.  
    • 边缘宽度：50um dk ?0r  
    • 效率：>95% 1|89-Ii]  
    • 信噪比（SNR）：>30dB - |'wDf?H  
    • 杂散光：<5% n#fg7d%  
    #,;k>2j0  
     Q&LkST-i  
    (^4%Fk&I-  
    5.设计方案 0.5_,an3  
    dA~6{*)  
    *dl@)~i  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 'huLv(Uu  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 w?C\YKF7  
    KP(Bu0S  
    v]!7=>/2  
     >JMKEHl.q  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 XDGZqkt  
     -d~'tti  
    WveFB%@`;  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 /_|1,x-Kx  
    • 用户必须输入所需的信息 A!~o?ej  
    - 入射场 xl^'U/  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） J@fE" )  
    - 系统参数 o5R\7}]GE  
    - 制造条件 3PGyqt(   
    U8mu<)  
     y()( 8L  
    [`lAc V<  
    7.设计过程 uwka 2aSS  
    bW]+Og  
    *GhRU5  
    @n(In$  
     df'g},_  
    DPOPRi~  
    v=>Gvl3&U  
    设计和优化过程由两步完成： v(O.GhJ@  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 p3o?_ !Z  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 I'C ,'  
     (YOgQ)},  
    8.系统模拟 c"ztrKQQ  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 di 5_5_$`o  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ,Mc 2dhq  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 Q:\hh=^  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 EiUV?Gvz  
    F?kVW[h?q  
     U:9vjY  
    jHCKV  
    9. 初始几何光学设计的结果 i`$rzXcS  
    -wfV  
    v3Yj2LSqx  
    D.b<I79bX  
    MV}]i@ V  
    感兴趣的优化函数 :N}KScS|Wa  
    • 效率满足（>95%） mtHz6+  
    • 信噪比不满足（<30db） GB3B4)cX4Y  
    • 杂散光不满足（>5% KoJG! Rm  
     f,>i%.  
    kVv <tw  
    }o- P   
    !%r`'|9y  
    10. 后续IFTA优化后的结果 8A.7=C' z  
           {6sfa?1j  
    [!mjUsut*  
    su;S)yZb  
     8zWPb  
    ;r"B?]JO  
    感兴趣的优化函数 )6^xIh  
    • 效率满足（>95%） S45>f(!  
    • 信噪比满足（<30db） 0pa^O$?p  
    • 杂散光满足（<5%） ]H~,K]@.  
    6~W E#z_  
    11.总结 :j<JZs>`R  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 ZF (=^.gc  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 J94YMyOo  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 /8\&f %E  
    • 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。 :w%b w\}  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 , % jTXb  
    Tpx,41(k  
     7,UFIHq  
    QQ：2987619807 }9 2lr87  
     
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