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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 ,`t+X=#  
     bZxN]6_  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 #E]K*mE'  
    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。 v,<14w  
    `7/(sX.  
    2．模拟任务 &=lc]sk  
    svpQ.Q  
    -,8LL@_  
    DOE： o/N!l]r  
    相位型衍射 =x<N+vjXY  
    光束整形器 ]}3s/NJi  
    直径：2mmx2mm j[U#J  
    形状：圆形 ?.e,NHf  
    相位级次：16     >.meecE?Q  
    B=0^Rysg  
    kqBZsfF  
    3.建模任务：入射光场 ~i|6F~%3  
    $toTMah w  
    ^ oi']O  
    高斯准直激光光束的光束参数 9q'&tU'a=c  
    X%yG{\6:  
    • 波长：632.8nm <Kt_ oxK,  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm ](Fey0@  
    ]PS`"o,pF$  
    k%6CkC w  
     2+9VDf2  
    4.建模任务：期望输出光场 zsp%Cz7T  
    7P1Pk?pxy  
    w;lpJ B\  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: 2>o[  
    i<Z%  
    • FWHM-直径：0.5mm OjGI !  
    • 边缘宽度：50um wtS*-;W  
    • 效率：>95% 0:V /z3?  
    • 信噪比（SNR）：>30dB )ce 6~   
    • 杂散光：<5% B%tF|KKj  
    w9'>&W8T  
     j4/[Z'5ny  
    p#$/{;yy  
    5.设计方案 syw1Z*WK  
    1GYZ1iA  
    6q^$}eOt  
    • 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）。 c {= ; lT  
    • 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）。 ">[#Ops-;$  
    av'm$I|O  
    M`Q$-#E:  
     (4FVemgy  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 e"hfeNphz  
     <D a-rv8  
    H~FI@Cf$L  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ?oYO !  
    • 用户必须输入所需的信息 Sp\TaUzg  
    - 入射场 q;68tEupR  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） cC-8.2  
    - 系统参数 Lap?L/NS  
    - 制造条件 &l+Qn'N  
    U<'N=#A J  
     UyRy>:n  
    c5^HGIe1  
    7.设计过程 Jj=qC{]  
    6 - 3?&+  
    f ./K/  
    &qbEF3p^@  
    m}l);P^  
    Wep^He\:  
    ]o'o v  
    设计和优化过程由两步完成： k-ZO/yPo  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 |.@!CqJ  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 ~:Rbd9IB  
     `PARZ|  
    8.系统模拟 T 6D+@i  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 aBC5?V*e%  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 iYr)Ao5X  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。  }#m9Q[  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 RL}?.'!  
    wa@Rlzij>  
     #&.Znk:@.f  
    K+~?yOQj  
    9. 初始几何光学设计的结果 KPToyCyR1  
    H q6%$!q  
    Y#@D% a8  
    FGn"j@m0  
     Gsh9D  
    感兴趣的优化函数 `"=Hk@E  
    • 效率满足（>95%） 7{<v$g$  
    • 信噪比不满足（<30db） 5'set?  
    • 杂散光不满足（>5% ?!Y_w2  
     Un]wP`  
    J|I*n   
    f9#zV2ke]  
    & R_?6*n  
    10. 后续IFTA优化后的结果 Jh.~]\u  
           {z>!Fw  
    XHA|v^  
    48 -j  
     {H/%2  
    k<1i.rh  
    感兴趣的优化函数 45 ^ Z5t  
    • 效率满足（>95%） ]0>  
    • 信噪比满足（<30db） y^H5iB[SPL  
    • 杂散光满足（<5%） N7s0Ua'-v  
    B=]j=\o  
    11.总结 6 ZRc|ZQ  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 `i.fm1I]  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 eZ:iW#YF  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 )<HvIr(xr  
    • 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。 `!cdxKLR  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 d*|RFU  
    y CHOg  
     4Wgzp51Aq!  
    QQ：2987619807 qeMDC#N  
     
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