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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ]0r|_)s 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。 ~j'l.gQb :ah
5`nmPO 2.模拟任务 ,2]X}&{i ')N{wSM9Ft `.2hjO DOE: O0PJ6:9P 相位型衍射 o-cAG{.WC 光束整形器 ]p!Gt,rYq 直径:2mmx2mm 'r\ V.4 形状:圆形 178Mb\8 相位级次:16 -<#!DjV6( Ap$y%6 Y+qQI MZ 3.建模任务:入射光场 .6~`Ubr}E OD=!&LM m~'? /!! 高斯准直激光光束的光束参数 _Zc%z@} tV/Z)fpyH • 波长:632.8nm CD0VfA>Z • 激光光束直径(1/e2):1mm T%Pp*1/m7 9GdB#k6W`
s9oO%e< j(#%tIv 4.建模任务:期望输出光场 9,]5v+ z5]bia, *U#m+@\0 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): -@&1`@):{ pA4*bO+ • FWHM-直径:0.5mm q_Lo3|t i • 边缘宽度:50um KTEZ4K^o= • 效率:>95% u? fTL2~ • 信噪比(SNR):>30dB nNmsr=y5 • 杂散光:<5% A-ZmG7xk UMN*]_'+;b
H UWxPIu '!1$9o^$ 5.设计方案 ,DnYtIERo 4@;-%H&7 P;]F=m+*V • 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)。 Wn|&cG9 • 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)。 +1 eCvt:, OJb*VtZz5R
+{53a_q s0hBbL0DH 6. 衍射光束整形器会话编辑器 VzlDHpG OVk~N) sn{A wF% • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Bf4%G,o5 • 用户必须输入所需的信息 R \s!*) - 入射场 [t0rfl{. - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ?nKF6f - 系统参数 0F;,O3Q - 制造条件 YW;
Hk1 cyd~2\Kv~
;\%sEcpT o{-<L 7.设计过程 9x`4RE MQcr^Y_ kVDe6},D7 xU9@$am
?HHzQ4w%{ pz doqAVI ?PPZp6A3L= 设计和优化过程由两步完成: V7t!?xOL 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 >adV(V< 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 eR!G[C w- XT@Mzo49z\ 8.系统模拟 #-cTc&$O; • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 DHfB@/q# • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 u2sR.%2U< • 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。 /owO@~G • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 vi {uy 19d6]pJ5
rlznwfr7+ PK rek 9. 初始几何光学设计的结果 RB3 zHk% V{Q kN7- Lu>H`B7Q" %"Db? NO>k 感兴趣的优化函数 B/eaqJ • 效率满足(>95%) GHN3PEJ> • 信噪比不满足(<30db) &:#m&,tQ • 杂散光不满足(>5% ;6DnId2Zh WtX>Qu| (a{ZJI8_ zX5G;,_ b1!@v+ 10. 后续IFTA优化后的结果 RazBc .o< #s+X+fe E`@43Nz V,LVB_6
u3dsQU :):zNn_>` 感兴趣的优化函数 Q_}/ Pn$1 • 效率满足(>95%) fA8ozL T • 信噪比满足(<30db) M#0 @X • 杂散光满足(<5%) i7eI=f-Q J_ V,XO 11.总结 kX8=cL9G • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 am:.NG+ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 W(@>?$& • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ]C *10S` • 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。 =s[&;B`s • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 \p6 }
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