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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 d"V^^I)yx& 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。 7':|f " %T&kK2d; 2.模拟任务 Q5Wb) G#csN&|, g,.iM8 DOE: jWm<!<~ 相位型衍射 p4/D%*G^` 光束整形器 /rquI y^ 直径:2mmx2mm J[^-k!9M 形状:圆形 \X(.%5xC 相位级次:16 U+\\#5$ 9Gy1T3y5"
M; V2O; 3.建模任务:入射光场 T3bBc I!{5*~ 3 c+q4sNnE 高斯准直激光光束的光束参数 (u~@@d" YM5;mPR • 波长:632.8nm NpSS/rd $ • 激光光束直径(1/e2):1mm NZv1dy`fa 1%>/%eyn5
rUlXx5f vzfWPjpKW 4.建模任务:期望输出光场 O5E \#*<K SlmgFk!r! 1;>J9 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): o_{-X 1w JVN0];IL} • FWHM-直径:0.5mm qg|SBQ?6 • 边缘宽度:50um BeBa4s • 效率:>95% T$SGf.- • 信噪比(SNR):>30dB &)1+WrU • 杂散光:<5% W<\KRF$S; F6yMk%
\\6/" gd2cwnP 5.设计方案 |'.\}xt7 G/b
$cO} } DoNp[` • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 m$ "B=b2 • 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)。 1a`dB
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:v {ZB7,\ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 bIR7g(PJ.b ca5Ir<mL !ouJ3Jn • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ht)J#Di • 用户必须输入所需的信息 Ub3^Js!b% - 入射场 uvi+#4~G - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) X$)<>e]!> - 系统参数 BVU>M*k - 制造条件 mqQN*.8* it \3-
mSr(PIH{\ l%L..WCT] 7.设计过程 :A"GOc, ^i:%0"[*^i /d*d'3{c ,Tjc\;~%
lG6P+ Z/nf "=@X>jUc VB o=*gn,$ 设计和优化过程由两步完成: d[=~-[ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 "dQ02y 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 @p"m{ br`cxgZ0" 8.系统模拟 WS6'R • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 j"1#n? 0 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 <*oTVl4fS • 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。 l$
^LY)i • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 >cJf D9-<h Yv>kToa\^
(l}W\iB'd F!ZE4S_ 9. 初始几何光学设计的结果 ~Z-o2+xA Qh3BI?GZ'3 n<3qr}ZG^ -?nr q <3 ZD ~ra7 感兴趣的优化函数 0 7b=Zhh • 效率满足(>95%) kn%i#Fz • 信噪比不满足(<30db) z[|2od • 杂散光不满足(>5% /0 CS2mLC A*^aBWFR jzvrJ14 XtCG.3(LY bY&!d. 10. 后续IFTA优化后的结果
z>lIZ} :<gC7UW [] cF*en h(C@IIO^;G
?*LVn~y lV".-:u_ 感兴趣的优化函数 =hY9lxW • 效率满足(>95%) #K&XY6cTj • 信噪比满足(<30db) z>]P_E~`} • 杂散光满足(<5%) 3Zdwt\OQ 4g+Dp&U 11.总结 ` {/"?s| • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 )5Wt(p:T6_ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 hg7^#f95u • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 cXw8#M! • 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。 {:]u 6l • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 L%;fYi;n
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