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1.简介 /,7#%D j 1'H|4 这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ~b8.]Z^ 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。 z*nztvY@e Nj6Np^@sH 2.模拟任务 Uj 3{c WL%T nux _BG`!3U+ DOE: _6FDuCVD- 相位型衍射 dY?l
oFz 光束整形器 &\?{%xj 直径:2mmx2mm jM*wm~4>@ 形状:圆形 Ct/6< 相位级次:16 IwFf8?
3 Qvny$sr2 RW>F %P 3.建模任务:入射光场 z=k*D^X ]Gl_L7u` e /XOmv 高斯准直激光光束的光束参数 R U[
K~L"A]+ • 波长:632.8nm X pXhg*}K • 激光光束直径(1/e2):1mm jbOzbxR? ^(xVjsHp#
i\36 s$\ P\c0Q;){h" 4.建模任务:期望输出光场 IsL=DV/ kGq<Zmy| ,v| vgt 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): QL(}k)dB :Z
]E:f0P • FWHM-直径:0.5mm $AFiPH9 • 边缘宽度:50um 9DXu*} • 效率:>95% If9!S}
wa • 信噪比(SNR):>30dB F7x< V=4{ • 杂散光:<5% RDG,f/L2 7f=9(Zj
F0NNS!WP7^ Q~*3Z4)j 5.设计方案 ]
)x z Z.LF5ur 7L:R&W6 • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 \t&6$"n(B6 • 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)。 [TV"mA ~w%Z Bp
Z42v@?R.!W }Lwj~{ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 13{"sY:PT# ;lWy?53=@ T{K+1SPy4 • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 -ap;Ul? • 用户必须输入所需的信息 eEe8T=mD - 入射场 <Q-ufF85) - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) S+OI?QS - 系统参数 m9>nvrQ - 制造条件 g?o$:>c TAJ 9Y<
~(0Y`+gC Iei4yDv ; 7.设计过程 M!6bf v:T` D ;1OTK6 Y.*lO
qaGIU`}:$A %J%gXk}]
3x9C] 设计和优化过程由两步完成: M[*:=C)H 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 f,a4LF 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 $kz5)vj " ptq{$Y{_ 8.系统模拟 O-2H!58$) • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 {:FITF3o • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 hJ4.: • 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。 GRV9s9^ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 S@"=,Xj M ez5`B$$
'IW+"o w./EJkKI 9. 初始几何光学设计的结果 `Zi #rr|)L OB^2NL~Q~ @Q1jH~t a&ByV!%%+_ 0De M 感兴趣的优化函数 w+$gY?% • 效率满足(>95%) yEqmB4^- • 信噪比不满足(<30db) X5/{Mx`8Oz • 杂散光不满足(>5% i:8^:(i TgB;R5 *nW9)T v_@_J!s h{xERIV1u 10. 后续IFTA优化后的结果 5)oIPHXw o%QQ7S3P 1=a}{)0h *f#4S_ws`
*_wef/== Fi/G, [q 感兴趣的优化函数 +e:ZN
tr9 • 效率满足(>95%) XZ&v3ul • 信噪比满足(<30db) BD0-v` • 杂散光满足(<5%) l9ihW^ ,<
icW&a 11.总结 (}}8DB • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 r"[T9 • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ) IhY&?jk? • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 85{vz|(': • 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。 QMxz@HGa| • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 l.W:6",w
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