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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ~<$8i}7 展示了可能的期望需求,设计,优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 S1=c_!q%9 56v<!L5% 2.模拟任务 i|=XW6J% ZWr\v!4 sn*s7v: DOE: p*N+B
o 相位型衍射 [OT@gp: 光束整形器 ZNx{7]=a 直径:2mmx2mm nyDqR#t 形状:圆形 ^ ]B&7\w"t 相位级次:16 16]O^R;r <oeHZD_OR P"% / 3.建模任务:入射光场 (V+(\<M `S.;&%B\ KL|B| u 高斯准直激光光束的光束参数 [2
Rp.? )wGC=, • 波长:632.8nm c#rbyx?5 • 激光光束直径(1/e2):1mm 3Fr}8Dy 2f-Z\3)9 J
--]\z* x sC}/?^q 4.建模任务:期望输出光场 iCc\p2p fG.w;Aemv5 ilNm\fQ. 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 3$RII-}> |6uEf/*DX • FWHM-直径:0.5mm -7yX>Hjl • 边缘宽度:50um {b+IDq`)= • 效率:>95% a'A0CQ
• 信噪比(SNR):>30dB A#p@`|H#B • 杂散光:<5% ~ugcfDJ A7sej
0m@S+$v yn=1b:kid 5.设计方案 "=RB
# {=(4 }x8fXdd • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 z=u4&x|xA • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 #VrT)po+ qVY\5`f@
H37Z\xS t ?{B* 6. 衍射光束整形器会话编辑器 wUSWB{y )45,~+XX +\E\&^ZQ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 (+>n/I6 • 用户必须输入所需的信息 |UBJu `% - 入射场
d,H% - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) Mu:H'$"'H - 系统参数 g-]td8}# - 制造条件 Z-~^)l o }\irr9,
^@ux )/=J=xw2 7.设计过程 G9gvOEI/ nd?m+C&W a:8@:d1T K s}A]lY
HY42G#^ x0#+yP LD5'4,%- 设计和优化过程由两步完成: 7X.1QSuE 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 EYQ!ELuF 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ?^7~|?v i<T`]g 8.系统模拟 Oe=,-\&_ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 0r@rXwz • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 aCTVY1 • 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。
U]P;X~$! • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 Ky=&C8b< _,'UP>Si
9#agI|d~ <9Chkb|B 9. 初始几何光学设计的结果 EuAa 7Jqp2\
D?E5p.!A qlzL< !F%dE! 感兴趣的优化函数 G%P]qi • 效率满足(>95%) *7Mrng • 信噪比不满足(<30db) JAn3 • 杂散光不满足(>5% VOiphw` x_Z~k ;Rt,"W) Z]6D0b W}e5 4-lu 10. 后续IFTA优化后的结果 ffWvrY;j[ 57#:GN$EL ,5/gNg i7p3GBXh[
~p8!Kb6 Z<wg` 感兴趣的优化函数 'J\%JAR@ • 效率满足(>95%) abF_i# • 信噪比满足(<30db) qv<VKJTi6] • 杂散光满足(<5%) ND`~|6yb p&q&Fr- 11.总结 ;<* VwXJR • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 ;^xku%u • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ^WRr "3 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 c2y5[L7? • 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。 l>:?U • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 n.T
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