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    [技术]设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽 [复制链接]

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    离线infotek
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-31
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 an.)2*u  
    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。 .I[uXd  
    74QWGw`,  
    2．模拟任务 Rom|Bqo;  
    -]HO8}-Rjs  
    C)Mh  
    DOE： 6M F%$K3  
    相位型衍射 eo"6 \3z  
    光束整形器 5WY..60K,  
    直径：2mmx2mm SI U"cO4  
    形状：圆形 JQ!D8Ut  
    相位级次：16     s\_ ,aI  
    SxNs  
    \3Ys8umKq  
    3.建模任务：入射光场 pz~AsF  
    9_oIAn:<  
    }Z"<KF  
    高斯准直激光光束的光束参数 (q*Za  
    KR#Bj?fz-H  
    • 波长：632.8nm !ZHPR:k|  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm }fUV*U:3  
    ++BVn[1  
    W%@6D|^  
     ~%m-}Sxc  
    4.建模任务：期望输出光场 |{<g-)  
    %mg |kb6n  
    (WX,&`a<$  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: g.Z>9(>;Y  
    hI]KT a  
    • FWHM-直径：0.5mm :^%My]>T  
    • 边缘宽度：50um pO4}6\1\  
    • 效率：>95% mq do@  
    • 信噪比（SNR）：>30dB JmtU>2z\  
    • 杂散光：<5% }r9f}yX9Q  
    0l!@bj  
     %BC*h}KGH  
    ySL 31%  
    5.设计方案 RV.*_FG  
    -%NT)o  
    xLPyV&j-  
    • 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）。 ;q59Cr75  
    • 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）。 Ay22-/C|@  
    W1iKn  
    $*{PUj  
     /)e&4.6  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 1Hp0,R}  
     @I_A\ U{  
    5a&[NN  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ]@)X3}"!  
    • 用户必须输入所需的信息 ?x%HQ2`  
    - 入射场 Jr==AfxyT  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） xzbyar<  
    - 系统参数 4hr;k0sD  
    - 制造条件 Q_x/e|sd  
    OXK?R\ E+  
     z+C>P4c-y&  
    25NZIal<  
    7.设计过程 dyC: Mko=  
    l%oie1g l  
    kzMCI)>"  
    %F` c Nw]  
    !FX;QD@"  
    "W?k~.uw  
    Y7zg  
    设计和优化过程由两步完成： eo24I0 `N  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 x~?,Wv|cm  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 "[q/2vC  
     "@;q! B.qo  
    8.系统模拟 )0 .gW  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 MMN2X xS  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 @(,k%84z  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 hCD0Zel  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 ?54=TA|5`F  
    #KF:(2  
     kOmTji7  
    wm}6$n?Za  
    9. 初始几何光学设计的结果 TxoMCN?7c  
    H 0aDWFWS  
    h/ ?8F^C#v  
    Xw(e@ :  
    rW0# 6  
    感兴趣的优化函数 1Thr74M  
    • 效率满足（>95%） (wdE@/V  
    • 信噪比不满足（<30db） nU-.a5  
    • 杂散光不满足（>5% ;]D@KxO$dJ  
     |"8Az0[!  
    |FHeT*"  
    gYn1-/Z>I  
    rRRiqmq  
    10. 后续IFTA优化后的结果 AU)"L_ i}  
           ID & Iz  
    #UG|\}Lp  
    /pan{.< k  
     ,B(UkPGT  
    f ?_YdVZ  
    感兴趣的优化函数 (C={/waJ  
    • 效率满足（>95%） 7L|w~l7R~  
    • 信噪比满足（<30db） |\TOSaZ  
    • 杂散光满足（<5%） : ~"^st_[!  
    IHZ WNT2  
    11.总结 MCD]n  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 >"q0"zrN,  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 yv =LT~  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 [cwc}f^  
    • 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。 ~aQ>DpSEf  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 tSV}BM,  
     
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