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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 EU/C@B2*Dl  
      ~d.Y&b  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 3wF;GG  
    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。 G5BfNU  
    :D5Rlfj  
    2．模拟任务 yLvDMPj  
    2~)`N>@  
    I3L<[-ZE  
    DOE： ~w+c8c8pW  
    相位型衍射 <44G]eb  
    光束整形器 BA:VPTZq  
    直径：2mmx2mm y%cP1y)  
    形状：圆形 vH@ds k  
    相位级次：16     Di6?[(8  
    Q~ w|#  
    rH Lm\3  
    3.建模任务：入射光场 i>`%TW:g  
    4SxX3Fw  
    AO4U}?  
    高斯准直激光光束的光束参数 $t[FH&c(  
    >1Ibc=}g  
    • 波长：632.8nm *~e?TfG  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm kS);xA8s]  
    D;*SnU(9L  
    "%w u2%i  
     0Th&iA4  
    4.建模任务：期望输出光场 Se}c[|8  
    c7k~S-nU  
    &DX! f  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: TF\C@4Z  
    IM'r8 V  
    • FWHM-直径：0.5mm 'n3uu1C  
    • 边缘宽度：50um }o(-=lF  
    • 效率：>95% mO7]9 p  
    • 信噪比（SNR）：>30dB QA`sx  
    • 杂散光：<5% Q Z  
    B~ GbF*j  
     {%H'z$|{  
    |0b`fOS  
    5.设计方案 X&`t{Id?6  
    A?P_DA  
    f}P3O3Yv&  
    • 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）。 :g0zT[f  
    • 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）。 ]w8(&,PP  
    V b?oJhR  
    wlqksG[B  
     tS=(}2Q  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 FTUv IbT  
     kn 4`Fa;)O  
    !l8PDjAE  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 0'C1YvF  
    • 用户必须输入所需的信息 Ve; n}mJ?  
    - 入射场 ;4|15S  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） q>+k@>bk @  
    - 系统参数 V U3upy<  
    - 制造条件 YU'E@t5  
    nDxz~8  
     hRhe& ,v  
    @I?=<Riu  
    7.设计过程 iqWQ!r^  
    ]N?kG`[  
    ?Z/V~,  
    hz@bW2S.  
    W^l-Y %a/o  
    9rf)gU3{+L  
    OQJ6e:BGt  
    设计和优化过程由两步完成： ukyZes8o K  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 e(t\g^X  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 NC(~l  
     @Jw-8Q{  
    8.系统模拟 (O3nL.  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 %* }(}~  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 EaN6^S=  
    • 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。 /PIcqg  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 4H&+dR I"  
    ?6WY:Zec@  
     [{,1=AB  
    L4nYXW0y  
    9. 初始几何光学设计的结果 T_4/C2  
    |CRn c:  
    4,DeHJjAlE  
    ]}Yl7/gM1}  
    X'iWJ8  
    感兴趣的优化函数 pv|G^,>#  
    • 效率满足（>95%） vEJbA  
    • 信噪比不满足（<30db） 0L52#;?Si"  
    • 杂散光不满足（>5% /%^#8<=|U  
     'D1xh~  
    .$vK&k  
    c\j/k[\<  
    eJ-nKkg~a  
    10. 后续IFTA优化后的结果 A*BeR0(  
           I; rGD^  
    =dN@Sa/  
    utV_W&  
     5nx1i  
    Y.p;1"  
    感兴趣的优化函数 zdam^o  
    • 效率满足（>95%） tKXIk9e  
    • 信噪比满足（<30db） }O p; g^W  
    • 杂散光满足（<5%） )9]PMA?u  
    {+>-7 9b  
    11.总结 3!_XEN[  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 f3y=Wxk[  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 N"ST@/j.A  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 TB31- ()  
    • 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。 } 0y"F  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 do'GlU oMC  
    FGzwhgy  
     G 01ON0  
    QQ：2987619807 P]C<U aW'!  
     
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