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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 (H-}z`sy/@  
     iK3gw<g  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 J1gLT $  
    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。 c},wW@SF2W  
    0>)F+QC  
    2．模拟任务 *#g[ jl4  
    3KN>t)A#  
    :Wl`8p4]  
    DOE： 2V)qnMxAZJ  
    相位型衍射 {&d )O  
    光束整形器 v JPX`T|  
    直径：2mmx2mm UhVJ !NrT  
    形状：圆形 b?deZ2"L#  
    相位级次：16     r"\g6<RP  
    YCnKX<Wv  
    V.^Z)iNf^  
    3.建模任务：入射光场 3}ATt".  
    P[<EFj E  
    f5dctDHP  
    高斯准直激光光束的光束参数 iDrQ4>  
    \>nY%*  
    • 波长：632.8nm `(Ij@8 4  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm /Vy,6:$H3  
    ,J ZM%f  
    'ghwc:Og|%  
     {H[3[  
    4.建模任务：期望输出光场 #) bqn|0l  
    0|D l/1  
     3JcI}w  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: /o]j  
    m. DC  
    • FWHM-直径：0.5mm L$4nbOu\~  
    • 边缘宽度：50um qbu5aK}+  
    • 效率：>95% #,PB(  
    • 信噪比（SNR）：>30dB w;(B4^?  
    • 杂散光：<5% F,>-+~L=  
    ]n$&|@  
     #uillSV  
    >S=,ype~G  
    5.设计方案 ! tPHT  
    \r7gubD  
    N_qKIc_R  
    • 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）。 U7@)RJ  
    • 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）。 6kM'f}t[C  
    Y%A KN  
    ?2$0aq  
     ]`GDZw`  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 k}r)I.Lp  
     U)y~{E~c34  
    [[8.Xb  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Wk*t-  
    • 用户必须输入所需的信息 2=p"%YSn  
    - 入射场 X"pp l7o  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） "}'Sk(  
    - 系统参数 Yvbk[Rb  
    - 制造条件 5|Or,8r(C  
    <"rckPv_H  
     x.-d>8-!]c  
    2W]y9)<c  
    7.设计过程 P<GHX~nB  
    gdVajOAu  
    6*r3T:u3  
    LwL\CE_6+  
    ~PAbtY9}U  
    {pof=G  
    r GxX]  
    设计和优化过程由两步完成： [d~ 25  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 e:H9!  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 ,H+LE$=  
     (!9ybH;T  
    8.系统模拟 OlI{VszR  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 A7X-),D  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 EFKOElG(k  
    • 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。 |#D$9+  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 byUz  
    , BCo/j  
     )-4xI4  
    "t\gkJyK  
    9. 初始几何光学设计的结果 OK"B`*  
    rJ UXA<:2  
    @JL+xfz  
    u/8urxp y  
    _hb@O2f  
    感兴趣的优化函数 \dIQhF%%2  
    • 效率满足（>95%） 1~# 2AdG  
    • 信噪比不满足（<30db） U'tfsf/V  
    • 杂散光不满足（>5% / NlT[@T  
     0{GpO6!  
    "x)xjL  
    1TvR-.e  
    SdTJ?P+m  
    10. 后续IFTA优化后的结果 7>`VZ?  
           @Ja8~5:  
    AqzPwO^  
    xX ktMlI  
     IO\ >U(:vx  
    Q< q&a8~  
    感兴趣的优化函数 UHEn+Tc>  
    • 效率满足（>95%） d* 6 lJT  
    • 信噪比满足（<30db） #*<*|AwoW|  
    • 杂散光满足（<5%） !L#>wlX)  
    UA|A>c  
    11.总结 <+QXGz1  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 :OVre*j  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 PmGW\E[ni  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 .kO;9z\B  
    • 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。 >7VO ytc  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 2h6<'2'o1  
    :|:Disg  
     -U?Udmov  
    QQ：2987619807 9N[PZD  
     
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