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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 sRfcF`7 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。 [B3RfCV{ (%9$! v{3 2.模拟任务 1*7@BP5 L.IlBjD 1x^GWtRp DOE: |uDdHX8T 相位型衍射 ULW~90 光束整形器 4K74=r),i 直径:2mmx2mm fy$1YI>!Q 形状:圆形 !9x} 相位级次:16 ?ubro0F: =M-p/uB] rlD8D|ZG 3.建模任务:入射光场 a{e4it kVL.PY\K 2rMpgV5 高斯准直激光光束的光束参数 :EyD+!LJ TC"<g • 波长:632.8nm Ho%CDz
z • 激光光束直径(1/e2):1mm 4+ig'
|o %)wjR/o
D{!IW!w <GsuZ 4.建模任务:期望输出光场 ite~E5?# 28nFRr G&dKY h\ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): F}zDfY\- pJ{Y
lS{ • FWHM-直径:0.5mm Debv4Gr;^ • 边缘宽度:50um f 1d?.) • 效率:>95% gFh*eC o
• 信噪比(SNR):>30dB cnLro • 杂散光:<5% Wjc'*QCPl %$mA03[MQ
;Qq\DFe.w y)*RV;^ 5.设计方案 <uJ@:oWG7 ctUp=po Y$zSQ_k;U • 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)。 +n)9Tz5 • 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)。 OKV8zO ;\]@K6m/Ap
#1[u(<AS Je{ykL?N 6. 衍射光束整形器会话编辑器 H#&00 Q[ 4m)n+ll W4N{S.#! • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 _Y!IEAU/# • 用户必须输入所需的信息 *](iS - 入射场 he4(hX^ - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) f5r0\7y0 - 系统参数 M_8{]uo - 制造条件 g5yJfRLxp [vgtc.V
kP"9&R`E :%.D78& 7.设计过程 l,8##7 c|%6e(g"L m2o0y++TjW hQi2U
$?Wb}DU7_L <qSC#[xu nlYNN/@" 设计和优化过程由两步完成: putrSSL} 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 0mnw{fE8_ 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 G?ZXWu. J *yg& 8.系统模拟 (?c-iKGc • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ]3gSQ7 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 }}[2SH'nH • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 Zh,71Umz • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 P%6~&woF ]A"h&`Cvt
TO_e^A# yLGRi^d# 9. 初始几何光学设计的结果 q@&6#B H. c7Nle u"8yK5! '7/)Ot( *fdTpXa 感兴趣的优化函数 n ;Ei\\p! • 效率满足(>95%) Gq6*SaTk • 信噪比不满足(<30db) \8
":]EU • 杂散光不满足(>5% ?CZd Ol <[v[ci AdmC&!nH -12U4h<e \lY_~*J 10. 后续IFTA优化后的结果 VQs5"K" nNm`Hfi J05e#-)<K N;d] 14|
(mOtU8e S3#>9k;p 感兴趣的优化函数 [Zrr)8A • 效率满足(>95%) ;`Z{7'^U • 信噪比满足(<30db) %C0Dw\A*: • 杂散光满足(<5%) @ 7u 0v i?/qY&~ 11.总结 E@\e$?*X • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 GB^B r6 • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 0a7Ppntb@ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 so;
]& • 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。 CAlCDfKW} • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 [?gP; ,
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