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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ^)conSm 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。 @;M( oFS9 as-
Z)h[B 2.模拟任务 i2/:'
i at${^,& wj9CL1Gx DOE: [S9T@Q 相位型衍射 |S|0'C* 光束整形器 UMuqdLaT9 直径:2mmx2mm 2j`x^ 形状:圆形 }9
N, +* 相位级次:16 p#)u2^ W~k"`g7uu y!;rY1 3.建模任务:入射光场 R_:47.qq N&U=5c`Q' }:7'C. ." 高斯准直激光光束的光束参数 r.0IC*Y *g]q~\b/; • 波长:632.8nm wGD".CS0 • 激光光束直径(1/e2):1mm T~7i:<E^ 3:7J@>
@T -$J\BkI 4.建模任务:期望输出光场 {$)zC*l \dTX%<5D N_lQz(nG/2 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): -gefdx6ES N|Xx#/ • FWHM-直径:0.5mm s3kHNDdC • 边缘宽度:50um pw"
!iG} • 效率:>95% at]=SA • 信噪比(SNR):>30dB (wU<Kpt?J • 杂散光:<5% <61T)7 sx IvL7jl
y{+$B
Y$_ 9&fS<Hk 5.设计方案 z$$ E7i 2%i_SX[ 2W:R{dHE • 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)。 kg?[
• 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)。 z^$DXl@)h e`zx#v
S.1\e"MfI ?pn<lW8d 6. 衍射光束整形器会话编辑器 (+q#kKR 5wYYYo= h3D~?Iom • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 : kz*.1 • 用户必须输入所需的信息 +>h}Uz - 入射场 $#4Qv5} - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) m/RX~,T*v& - 系统参数 ~sT/t1Rp - 制造条件 Jn3cU Z&9MtpC+N3
8}z]B^?Fy ^F2OTz4n 7.设计过程 @q:v?AO |b"
h+ X- 2 rC \^a(B{
2(M^8Bl |^9+c2 b5K6F:D22 设计和优化过程由两步完成: @v{lH&K:; 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 HYm
| 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ^Z1t'-xZ ]5| o8. 8.系统模拟 ^f*}]`S • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ]Hr:|2|. • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 +TzZ
• 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。 ,p2BB"^_i • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 !lxs1!: ML@-@BaN
V@krw"vW aDEz|>q 9. 初始几何光学设计的结果 z\64Qpfm -7jP'l=h =P'33)
\ ) -+MGs]), rHe*/nN%* 感兴趣的优化函数 %B9iby8)1 • 效率满足(>95%) "9F]Wv/ • 信噪比不满足(<30db) )Dn~e#
• 杂散光不满足(>5% L(Ww6oj
/tIR}qK ,K4*0!TXP YbCqZqk &"X6s%ZH| 10. 后续IFTA优化后的结果 Cwo(%Wc &G63ReW7 @ >JdA,i}1 dLA'cQId
_<Hx1l~ X( Q*(_ 感兴趣的优化函数 jvfVB'Tmr • 效率满足(>95%) ?naPti1GX • 信噪比满足(<30db) b _Q:v& • 杂散光满足(<5%) gFO|)I N H<tk/\C 11.总结 _`RzPIS^ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 }m '= _u • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 |GmV1hN • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 O<}^`4d • 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。 x0t&hY |