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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 C/%umazP9 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。 ":?>6'*1 qJB9z0a<Ov 2.模拟任务 [~?LOH ,6PV"E)_ /Q5pAn -u DOE: ORlz1&hW 相位型衍射
D:'|poH 光束整形器 #B:J7&@fn 直径:2mmx2mm 2qKo|'gL` 形状:圆形 <I'kJ{" 相位级次:16 !cT#G w(n&(5FzB< fHYEK~!C04 3.建模任务:入射光场 Z'<=06 ymXR#E Fgxh?Wd9 高斯准直激光光束的光束参数 ~|@ aV:k ;Avd$&:: • 波长:632.8nm sIdo(`8$ • 激光光束直径(1/e2):1mm r|cl6s!P j2deb`GD
kx3H}od] MX6*waQ-< 4.建模任务:期望输出光场 ukv
_bw No<2+E! +[`N|x< 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 016l$K4 ,%mTKOs • FWHM-直径:0.5mm lYT}Nc4"=" • 边缘宽度:50um vlIet$k • 效率:>95% 3SVI|A5(d • 信噪比(SNR):>30dB %m!o#y(hD` • 杂散光:<5% )<9g+^ |~hSK
zC!]bWsD o1MI&}r 5.设计方案 1gts=g. FIlw UtG@0(6C • 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)。 @)m[:n • 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)。 D4G*K*z,w4 2{!'L'km
n99:2r_ lYv : 6. 衍射光束整形器会话编辑器 ^i&/k _Akc7" zA9N<0[]o • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 AUcq\Ys • 用户必须输入所需的信息 7xB#) o53 - 入射场 JM -Tp!C> - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 7!hL(k[ - 系统参数 c)#b*k,lw< - 制造条件 5H:NY| X<K[`
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+cheLc _a8^AG 7.设计过程 TgJx% Kl{2^q> `hM`bcS ,f0cy\.?
MA.1t 9~ajEs MG[?C2KA/ 设计和优化过程由两步完成: 6.~HbN 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 UB&ofO 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 bPC {4l muT+H(Z p} 8.系统模拟 -
4' yp • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 VaJX,Q • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 i' %V}2 • 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。 f?#:@ zcL • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 /$\yAOA'y 6S])IA&VJ
yx3M0Qo j7<`^OG 9. 初始几何光学设计的结果 <d#9d.< ^TVy:5Ag SEr\ u# jkQv cU Au#(guvm 感兴趣的优化函数 jbpnCUzi • 效率满足(>95%) 8II-'%S6q • 信噪比不满足(<30db) DGO_fR5L • 杂散光不满足(>5% g}{Rk>k ,(N&% 3T# zxu 8UwL%"?YB :(} {uG 10. 后续IFTA优化后的结果 ]d_Id]Qa+ \! Os!s j,/OzVm9 tQ5gmj
^(V!vI* vpvPRwJ 感兴趣的优化函数 <'v?WV_ • 效率满足(>95%) W!4GL>9m}A • 信噪比满足(<30db) +I/7eIG?| • 杂散光满足(<5%) *ls}r5k2Y dZ9[w kn 11.总结 ([_ls8 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 w?Nvm?_] • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 *oY59Yf • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 2[[pd&MJZ • 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。 Z7JI4" • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 f6PXcV
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