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1.简介 \C$e+qb~{ L6CI9C;-b 这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 kFE9}0- 展示了可能的期望需求,设计,优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 ?'~u)O(n pG"wQ 2.模拟任务 {{G3^ysa !AXLoq$SY xy:Mb =r DOE: 0JtM|Mg 相位型衍射 h
F +aL 光束整形器 JE}VRMNr 直径:2mmx2mm I8!>7`L 形状:圆形 ,G0"T~ 相位级次:16 U Y*`R 1av#u:jy~> J.JD8o9sa 3.建模任务:入射光场 N
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b3cV SAq.W"ri ((`\i=-o5 高斯准直激光光束的光束参数 *=oO3c0|b, *0" ojfVn • 波长:632.8nm WD\Yx~o • 激光光束直径(1/e2):1mm $B?8\>_? ]*=!lfrV
a0)w/A& P Ptmh. }e 4.建模任务:期望输出光场 U+'zz#0qN }< '6FxR 3ux7^au 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): k~AtnI v76P?[ • FWHM-直径:0.5mm MH)V=xU|) • 边缘宽度:50um />E
ILPPb • 效率:>95% Ba?1q%eG • 信噪比(SNR):>30dB *bo| F%NAz • 杂散光:<5% m19\H (<_kq;XtN0
!2Ompcr1 tXA?[ S 5.设计方案 Q4 &P\V MJX4;nbl A-1KTD • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 "7EK{6&jQ • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 Q&PWW#D )SP"V~^Wn
:%9R&p:'ar @D-I@Cyl 6. 衍射光束整形器会话编辑器 +x{o ]v}W9{sY Vaf, • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 EGI$=Y • 用户必须输入所需的信息 P9m - 入射场 D(Rr<-( - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) <w}^Z}fpk& - 系统参数 s@&3;{F6D - 制造条件 {,uSDIOj$ Y$XzZ>VW
wz3X;1l`c Uu8ayN j 7.设计过程
v/xlb&Xx HD#>K 7 j~Fd8]@ p #w8$Qjp
c;/vzIJj W=EcbH9/.) Tv'1IE 设计和优化过程由两步完成: }l+_KA 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 ;;i419 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 c
nv%J}wq ,&3+w~Ua 8.系统模拟 p:b{>lM • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 |qguLab( • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 cQLPgE0 • 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。 +C;;4s) • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 q p}2 ~M*
UMF^
}R}M>^(R4 ^W=hs9a+F 9. 初始几何光学设计的结果 6 Q7MAP M kuBtPZ |1
qrU( ~sn3_6{ m4W (h6 感兴趣的优化函数 Mu:zWLM*M • 效率满足(>95%) a!6r&<s=E • 信噪比不满足(<30db) 6'mZM=d • 杂散光不满足(>5% FZU1WBNL%t :(OV{ u uL7}JQ, Ux?G:LLz % + 10. 后续IFTA优化后的结果 dHOH]x h*KDZ+{) )CoFRqz<h ubZuvWZ
]3|h6KWq `0W"[BY 感兴趣的优化函数 )IK%Dg(v • 效率满足(>95%) w<!&% • 信噪比满足(<30db) D->E& # • 杂散光满足(<5%) jQz^)8)B M@q)\UQ' 11.总结 1$# r)S[* • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 \Qv:7;? • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 7o+VhW<|5 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 B^/Cx • 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。 $B>L_~cS • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。
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