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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 [z~Nw# 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。 !7oy%{L =F&RQ}$ 2.模拟任务 8x"d/D X W)A~wPBs DS C4 DOE: 9qDGxW
'1 相位型衍射 ]KeNC)R 光束整形器 ^{s0d+@{ 直径:2mmx2mm {H V,2-z 形状:圆形 &[RU.Q!_H 相位级次:16 @"8QG^q8de m'tk#C 3\+p1f4 3.建模任务:入射光场 fYy.>m+P1 dmz3O(]$ }L!`K"^O& 高斯准直激光光束的光束参数 CiI:
uU zRu`[b3u< • 波长:632.8nm |esjhf}H>v • 激光光束直径(1/e2):1mm G 7]wg>* )^H9C"7T
W~3tQ! k_>{"Rc 4.建模任务:期望输出光场 m;f?}z_\$ pXv[]v 6ZpcT&yL 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): # &83;uys %>2t=)T • FWHM-直径:0.5mm A=UIN! • 边缘宽度:50um uR@`T18 • 效率:>95% SAh054/St • 信噪比(SNR):>30dB |"qB2.[ • 杂散光:<5% T''+zk wG5RN;`V
k{jw%a<Sc c)MR+'d\WO 5.设计方案 2nkj;x{H$ ~[TKVjyO |ozoc"' • 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)。 WV1 Z • 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)。 xsDa! -!,]Y10
\.P}`Bpa @O}j:b 6. 衍射光束整形器会话编辑器 7&V^BW ^:DhHqvK Dh No +"!z • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 F.pHL)37 • 用户必须输入所需的信息 |$w={N^4 - 入射场 AH'4H."o/9 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) IXvz&4VD - 系统参数 s9kLB. - 制造条件 /lB0>Us )]>G,.9C}
<ytKf<a%e ?lDcaI>+n 7.设计过程 c48J!,jCd' Pgw%SMEp >xV<nLf/ /~l/_Jct@G
(GEi<\16[ 0t COb9 Ge:-|*F 设计和优化过程由两步完成: ;%7XU~<a 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 K=Z]#bm 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 Eqmv`Z
[_ gSr}p$N 8.系统模拟 E`uaE=Mdq • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 _SIs19"lR • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 bI]UO) • 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。 Mj
B<\g> • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 \W`} L iCnUnR{
YNC0Z'c9 '!^E92 9. 初始几何光学设计的结果 nN=:#4
>Y u1)TG"+0 K>R;~
o qSoBj&6y r($_>TS&" 感兴趣的优化函数 B2G5hbaA • 效率满足(>95%) [p W1=tI • 信噪比不满足(<30db) -[=AlqL • 杂散光不满足(>5% L_U3*#Zdz7 Lk`k>Nn) n-y^7'v VX!Y`y^a F8S~wW=\w 10. 后续IFTA优化后的结果 *{.&R9#7U' y4/>Ol] 20/P M9 =tS[&6/
9*=@/1 }+{*, z 感兴趣的优化函数 hINnb7o • 效率满足(>95%) )&Kn(l) • 信噪比满足(<30db) )iEa2uJ • 杂散光满足(<5%) MJ>Qq[0 Qh|-a@ 11.总结 V#zhGAMy. • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 /OhaERv • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 6VH90KAT • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 a(}VA|l • 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。 us\%BxxI9 • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 {{.sEi*
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