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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。 !&8nwOG  
    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。 QL_vWG -  
    A>C&`A=-  
    2．模拟任务 H> zX8qP+  
    8mrB_B5  
    )sONfn  
    DOE： :>y?B!=  
    相位型衍射 SVJL|S 3k  
    光束整形器 ^`BiA'gPPC  
    直径：2mmx2mm @y"/hh_?  
    形状：圆形 Z4&,KrV  
    相位级次：16     *9XKkR<r  
    [ 2WJ];FJ  
    "L?h@8sa  
    3.建模任务：入射光场 c8@zpkMj/  
    g?TPRr~$9  
    0@O:C::  
    高斯准直激光光束的光束参数 \3WF-!xe  
    v--Qbu  
    • 波长：632.8nm xOKLc!J  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm Wqy\yS [  
    PG51+#  
    }fS`jq;  
     4@qHS0$  
    4.建模任务：期望输出光场 e1Ne{zg~  
    LBcnBo</v  
    [WfigqY`b*  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: 9a$\l2  
    ?QJS6i'k  
    • FWHM-直径：0.5mm `FJ2 ?  
    • 边缘宽度：50um uPbGQ:%}  
    • 效率：>95% 6 h?v/\  
    • 信噪比（SNR）：>30dB >e'Hz(~'/  
    • 杂散光：<5% y TbOBl  
    NZ|(#` X  
     tPQjjoh  
    X&bz%I>v  
    5.设计方案 /s/\5-U7q  
    goMv8d  
    , z-#B]  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 ep,"@,,  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 _l,_NV&T  
    t7P[^f15[  
    }ldOxJSB?  
     I:l/U-b7h  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 Vf V|fuW  
     X2[d15!9  
    @5=2+ M  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 9%^IMUWA  
    • 用户必须输入所需的信息 +46m~" ]  
    - 入射场 4#MPD  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） lihV! 1  
    - 系统参数 @L-] %C  
    - 制造条件 f[XsnN2  
    c}-WK*v  
     *LZB.84  
    'gaa@ !bg  
    7.设计过程 qQ{i2D%)?f  
    _rN1(=J  
    b}-/~l-:  
    > &VY  
    (K74Qg  
    ]lgI Q;r  
    !vY5X2?tr,  
    设计和优化过程由两步完成： Z'<I Is:J  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 |<aF)S4  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 &*\-4)Tf  
     bC SgdK  
    8.系统模拟 aCZ7G % Y  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 gm1 7VrC  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 X }""= S<  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 Vz\?a8qQ<  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 8 Buus  
    LP{@r ic  
     hgU#2`fS  
    g,O3\jjQ  
    9. 初始几何光学设计的结果 S [=l/3c  
    o_#F,gze)S  
    |'SgGg=E  
    {0IC2jE  
    0;X0<IV  
    感兴趣的优化函数 u 6"v}gN  
    • 效率满足（>95%） !]l!I9  
    • 信噪比不满足（<30db） SmMJ%lgA6  
    • 杂散光不满足（>5% = a54  
     LvcGh  
    V.?Oly  
    "3H?_!A9  
    M!#[(:  
    10. 后续IFTA优化后的结果 TPi=!*$&  
           >$/PfyY7@#  
    |K11Woii  
    B4/\RC2  
     Afao Fn+  
    *D:"I!Ho  
    感兴趣的优化函数 5n#@,V.O/  
    • 效率满足（>95%） >VE!3'/'  
    • 信噪比满足（<30db） `U6bI`l  
    • 杂散光满足（<5%） g-O}e4  
    J.g4I|{  
    11.总结 i4g99Kvl  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 ,Srj38p  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 JZom#A. dt  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 Rct=v DU  
    • 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。 ?]Wg{\NC6  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 bKb}VP  
     
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