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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 H'?Bx>X 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。 e/#4)@] d/Zt}{ 2.模拟任务 .LnXKRd{ qZ`@Ro k5g\s9n] DOE: qi7dcn@d 相位型衍射 &>L\unS 光束整形器 !*C^gIQGU 直径:2mmx2mm >hB]T%' 形状:圆形 P1Re7/ 相位级次:16 N7+K$)3 iu*u|e [#3:CDT 3.建模任务:入射光场 `!!A;G7Qg =Q3Go8b4HJ cCyg&% zsT 高斯准直激光光束的光束参数 gTO% L_)?5IOJ$ • 波长:632.8nm <C#
s0UX • 激光光束直径(1/e2):1mm ,dZ
9=] [OH>NpL
XRP/E_4 Ls*.=ARq 4.建模任务:期望输出光场 G\jr^d\ hl6al:Y V%Y.N4H 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): N;r,B 0S/&^ • FWHM-直径:0.5mm X=${`n%LG • 边缘宽度:50um LP=!u~? • 效率:>95% sDJ5'ul • 信噪比(SNR):>30dB ~g1@-)zYxK • 杂散光:<5% wT*`Od8w 6K?+ad Klc
rUx%2O|qu 3i35F.=X, 5.设计方案 47$JN}qI0 ^6J*yV% Pbm;@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)。 bTHJb pt*- • 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)。 .}Bb
:*@ K8284A8v
dn%/SJC w$61+KH K 6. 衍射光束整形器会话编辑器 tet O}#*U+j ,!sAr;Rk` • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 2S!=2u+7 • 用户必须输入所需的信息 HV>|f'45 - 入射场 U?xl%qF`) - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) pSV
8! - 系统参数 t@4X(i0 - 制造条件 #BT=
K 4XX21<yn
L d# q' _ 7.设计过程 'y'>0'et e5veq!*C? qDcl;{L hrEKmRmF-
W%vh7>. e[Q(OV5(R I&1Mh4yu 设计和优化过程由两步完成: %pTbJaM\U 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 ?;^_%XSQ* 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 gK#aC[ $t}L|"=8X 8.系统模拟 ~j F5%Gu • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 DrMcE31 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 S&.DpsK • 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。 E.6^~'/ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 ,:=E+sS
(">!vz
li/O&@g` nwO;>Qr 9. 初始几何光学设计的结果 BMFpkK9| 7(gQ6?KsZ ?+`Zef.g $XT&8%|*7 y1k""75 感兴趣的优化函数 WGp81DNS| • 效率满足(>95%) ijyj}gpWha • 信噪比不满足(<30db) Q#:,s8TW[ • 杂散光不满足(>5% w9.r`_- ]IyC FA4bv9:hi (qB$I\ 173/A=] 10. 后续IFTA优化后的结果 p1X
lni%= ,JVD ;u TioI$?l>W( `[o^w(l:5@
M%9PVePOe !^`ZHJ-3>; 感兴趣的优化函数 K
7YpGGd5 • 效率满足(>95%) eJ7A.O • 信噪比满足(<30db) 7/aJ?:gX • 杂散光满足(<5%) E$8GXo00v VQqEsnkz 11.总结 6Y}#vZ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 >@TZYdl • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 B.&q]CAv- • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 |y;+xEl6 • 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。 .F
3v) • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 OBb
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