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1.简介 s>[{}7ca vjlGX T`m 这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 nX[;^v/ 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,6JC O%JSViPw 2.模拟任务 '}{?AUDx km 5E)_] \ TL82H@D DOE: oXGZK5w<l 相位型衍射 F)ci9- b@ 光束整形器 6
=>G# 直径:2mmx2mm ]VjLKFb~U 形状:圆形 c> ~:dcy 相位级次:16 q=0 pQ1> d"&3Q_2CD uxDLDA$; 3.建模任务:入射光场 HeS'~Z$ V
SAafux )I9aC~eAD 高斯准直激光光束的光束参数 z7=fDe
- 80&D"" • 波长:632.8nm a%J/0'(d • 激光光束直径(1/e2):1mm >oY^Gx p_6P`Yx^e
7),*3c ') c@OP5L>{ 4.建模任务:期望输出光场 KH}t:m+h !S,pRS+ _*`q(dYcf 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): s]x2DH+_ r)B3es&& • FWHM-直径:0.5mm /'&v4C^y> • 边缘宽度:50um h48 bb.p2 • 效率:>95% fM:80bnL+ • 信噪比(SNR):>30dB SIv[9G6 • 杂散光:<5% kI+b <$:D V9{B}5KC
X;]3$\F yJ J8"s~i 5.设计方案 k?-S`o%Q i./Y w e"_"vbk • 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)。 2np-Fc{S • 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)。 9::YR;NY L>:FGNf^H
7}07Pit 8S= c^_PJ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 `~E<Sf<M %zQ2:iT5@= %kW3hQ<$ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Y_lCcu#OA • 用户必须输入所需的信息 UJwq n"Q^ - 入射场 va+m9R0 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 8;.` {'r - 系统参数 !F,s" - 制造条件 +V89J!7 k>-'AWH^v
u]#8$M2 B>aEHb 7.设计过程 6#-Z@fz% .-%oDuB5zF v1K4 $&{F #VR`?n?,
w6v1 q:20 3H <`Z4;
g4T3?"xMB_ 设计和优化过程由两步完成: 4sQ~&@[Q+ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 i*b4uHna 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 x"!#_0TT} %9.bu|`KK 8.系统模拟 5Wl,J _<F • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 uTUa4^]* • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 nu(eLUU • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 rZ 6@b • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 LVWxd}0 ;?j~8
B8>FCF&}E %rX\
P 9. 初始几何光学设计的结果 YFAnlqC XSls]o
s Y~x`6 B=^2g}mgK ,Zr YJ< 感兴趣的优化函数 R+x%r&L5F • 效率满足(>95%) &a~L_`\' • 信噪比不满足(<30db) wfWS-pQ • 杂散光不满足(>5% l.yJA>\24I 9EjjkJ%)q e4 ?<GT L5TNsLx ( X%*brl$D 10. 后续IFTA优化后的结果 #SK#k<&P Q=MCMe dcM+ylB ByC1I.B`
hE9'F(87a 8o%E&Jg: 感兴趣的优化函数 P=}H1# • 效率满足(>95%) moZ)|y • 信噪比满足(<30db) t>m8iS> • 杂散光满足(<5%) `W
D*Q-&n deHY8x5uI 11.总结 Z={UM/6w • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 $Cut • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 .[]{
Q • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 dawVE
O • 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。
alWx=+d • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 K7n;Zb:BR
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