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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 *@-a{T} 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。 |{j\7G*5 {I9<W'k{ 2.模拟任务 .1@8rVp7 =*\(Y(0 \:pd+8 DOE: +W}dO# 相位型衍射 C
U 8s* 光束整形器 ebTwU]Nb 直径:2mmx2mm !=B=1th4 形状:圆形 7FYq6wi 相位级次:16 &~MM\,KML G1?m}{D) -n#fj;.2_ 3.建模任务:入射光场 KM&bu='L^ hVLVMqd G>?'b 高斯准直激光光束的光束参数 }
>zl ` &{ • 波长:632.8nm '1NZSiv+C? • 激光光束直径(1/e2):1mm 0\DlzIO U3rpmml
<%ZlJ_cM <)4>"SN&^ 4.建模任务:期望输出光场 A`
)A=L FrL
;1zt +h?Rb3=S 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): %&\DCAFk L`@)*x)~R • FWHM-直径:0.5mm e00s*LdC • 边缘宽度:50um u[b0MNE~ • 效率:>95% Q?WgGE4> • 信噪比(SNR):>30dB +T*]!9%<`: • 杂散光:<5% &$<7]a\dM UkzLUok]U
Bm:N@wg =Dc9|WuHN 5.设计方案 227 Z6#CF! /vrjg)fer s&Lyg>>` • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 yh{Wuz=T • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 %5-
je`w$ ^w
F0 ^kUyF| v#E RXIrf 6. 衍射光束整形器会话编辑器 c3X8Wi7m VU ,tCTXz i8 fUzg) • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ,mm9X\ ' • 用户必须输入所需的信息 iD`>Bt7gD - 入射场 & 8'QD~ - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) FTT=h0t - 系统参数 kXY p.IVA - 制造条件 P%_PG%O2p Y>a2w zr
wfY]J0l j`LvS 7.设计过程 %o4HCzId< n}!D)Gx y -
Ge"mY DfX}^'#m+
kp>AZVk +8eW/Bs@2 6,:`esl 设计和优化过程由两步完成: ~RIn7/A 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 ns;nle|m 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 bc ;(2D 8^)K|+_'m 8.系统模拟 ;&?l1Vu • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 a]nyZdt` • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 &.`/ln • 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。 $bo 5:c • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 +t`QHvxv l!9G
oNa*|CSE> L; f 9. 初始几何光学设计的结果 oMer+=vH (25v7Y] &9,<_1~
(U#9 eq(Xzh 感兴趣的优化函数 F2k)hG*|{ • 效率满足(>95%) \ 5=fC9*G • 信噪比不满足(<30db) {nl4(2$ • 杂散光不满足(>5% WeqQw?- Bvy(vc=UDW ^"hsbk&Yu b*@y/ e\u` ^7O,Vk"Z 10. 后续IFTA优化后的结果 kTe0" ecl$z6'c M+q|z0 U {Kh u'c
w+Cs=! jf'#2-
感兴趣的优化函数 q,H
0=\ • 效率满足(>95%) glvtumv • 信噪比满足(<30db) `fUem,$)1F • 杂散光满足(<5%) tzFgPeo$; p"XQJUuD 11.总结 #7~i.8L • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 %`Q<_LTU • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 k2S6 SB • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 *=O~TY<]( • 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。 3"OD" • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 V$7SVq
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