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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 j$jgEtPK9= 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。 y=spD^tM8 EX9os 2.模拟任务 pGdo:L? rf]'VJg#3 TZYz`l+v DOE: $PE{}`#g 相位型衍射 c6_i~0W56 光束整形器 \:@yfI@ 直径:2mmx2mm -N~eb^3[c 形状:圆形 95%QF;h 相位级次:16 Vp
j[)W%L 8ZPjzN>c6 0\2#(^ 3.建模任务:入射光场 -K*&I! 1DT}_0{0Q bL9vjD'} 高斯准直激光光束的光束参数 |VxO ,[~ 9qXKHro • 波长:632.8nm LOf)D7T • 激光光束直径(1/e2):1mm _q<Ke/ 5w$\x+no
ipdGAG eUeOyC 4.建模任务:期望输出光场 MWZH-aA(. ,J)wn;@ q6a7o=BP] 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): h<I C
d'! jNu`umS • FWHM-直径:0.5mm 5w#7B • 边缘宽度:50um n0rAOkW • 效率:>95% +o[-ED • 信噪比(SNR):>30dB LZF%bJv • 杂散光:<5% O|I)HpG; !aQQq[
q@0g KC&U \PJpy^i 5.设计方案 Zm+QhnY| .qAlPe L: @=G6fW: • 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)。 Hu-Y[~9^L: • 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)。 kK&M>)&o# ?4A$9H
(dgBI}Za ~D1&CT#s 6. 衍射光束整形器会话编辑器 5%1a!MM
M xq-TT2}<L S&Szc0-|k • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 |O4LR,{G.w • 用户必须输入所需的信息 $-ICTp - 入射场 P'Diie - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) <2,NWn. - 系统参数 N&jHU+{OU - 制造条件 k=M_2T' vn(ji=
y 13Y,cz~B @:%p#$V 7.设计过程 :HW\awv J_eu(d[9 #WqpU. 3<R8_p
_6!@>`u~ 9^<Y~rkm
Iy8fN"I9D 设计和优化过程由两步完成: |zCT~# 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 "HwSW4a] 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 $LOwuvu> #_?m.~`g[ 8.系统模拟 W:hg*0z-* • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Ygs:Ox"[-G • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 \qZ>WCp>r • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 ?4%@"49n X • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 tRu j}n+x I3,0vnE@
~`c(7 hSgH;k 9. 初始几何光学设计的结果 Jk>!I\ ] =*G[ (\M#Ay t) 64LAZEQX T]UrKj/iF 感兴趣的优化函数 _MLbJ • 效率满足(>95%) HnsPXF'8g • 信噪比不满足(<30db) cyTBp58
• 杂散光不满足(>5% KEfwsNSc% o*sss u?7^+z des.TSZ ;q&uk- 10. 后续IFTA优化后的结果 <IO@Qj1* O<()T6 KD^n7+w% 6]NaP_\0
@p%WFNR0 A{%LL r: 感兴趣的优化函数 6`WI
S4 • 效率满足(>95%) gN;
E}AQt • 信噪比满足(<30db) \5P 5N]] • 杂散光满足(<5%) `R
m<1 }U ue}VOA 11.总结 ^y.|KA3[ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 e:+[}I) • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 9Yhlq$;g • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 LZ}m; • 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。 `l ?(zy:R • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 ~xt]g zp{
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