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    [技术]设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-31
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 [0m'a\YE9  
    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。 \^|ncu:T  
    feQ_dA q  
    2．模拟任务 X'7 T"5!  
    &EE6<-B-  
    9} eIidwK  
    DOE： :M1+[FT  
    相位型衍射 j 9y,UT  
    光束整形器 C]A*B  
    直径：2mmx2mm bxrByu~|1  
    形状：圆形 X H{5E4P  
    相位级次：16     PM[6U#  
    zw\"!=r^  
    ]9R?2{"K  
    3.建模任务：入射光场 yw#P<8{/[  
    WuSRA<{P  
    ;9,Ll%Lk<  
    高斯准直激光光束的光束参数 <2}"Y(zwKl  
    oYlq1MB?  
    • 波长：632.8nm a9FlzR  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm P)(Ly5$*  
    ;#~rd8Z52  
    ZS^EKz~+  
     %do|>7MO@  
    4.建模任务：期望输出光场 }9 qsPn  
    SDA +XnmH  
    1V FAfv%}  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: :d)@|SR1  
    IBES$[  
    • FWHM-直径：0.5mm 'ZL)-kbI  
    • 边缘宽度：50um "O9uz$  
    • 效率：>95% 6CY_8/:zL  
    • 信噪比（SNR）：>30dB ^R>&^"oI  
    • 杂散光：<5% H{p+gj^J  
    zh*NRN  
     YHvmo@  
    ^~=o?VtBg  
    5.设计方案 mEyZ<U9  
    {BJ[h  
    KXicy_@DC`  
    • 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）。 Tg{d#U_qB  
    • 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）。 *!C^L"i  
    @HIC i]  
    zVl(?b&CF  
     xqb I~jV#  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 WiPMvl8  
     M~ynJ@q  
    Pg*ZQE[ME8  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 i` Lt=)@&  
    • 用户必须输入所需的信息 xQWZk`6~L  
    - 入射场 > { fX;l  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） ApU5,R0  
    - 系统参数 !Aj_r^[X`  
    - 制造条件 2MtaOG2l&q  
    L|!9%X0.  
     A4%0  
    ~y B[}BPf  
    7.设计过程 89'nbg  
    (8=Zr0He  
    iCc@N|~  
    B0Xn9Tvk  
    vERsrg;(  
    `(*5yXC  
    l}:9)nXA{  
    设计和优化过程由两步完成： Dc #iM0  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 sNS! /  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 {U-VInu  
     BuK82   
    8.系统模拟 el+euOV  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 33"{"2==`  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 NrS1y"#d9  
    • 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。 lFI"U^xC  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 { #>@h7  
    )9L1WOGi  
     +de.!oY  
    VpTp*[8O  
    9. 初始几何光学设计的结果 8h;1(S)*Z  
    Bv3?WW  
    lEQn2+  
    )Bd+jli|s  
    Yx XDRb\kW  
    感兴趣的优化函数 mIl^  
    • 效率满足（>95%） MEq ()}7P  
    • 信噪比不满足（<30db） ^t9"!K  
    • 杂散光不满足（>5% HYW+,ts'  
     %<I0-o  
    .\*\bvyCw  
    9Tjvc!4_b  
    2 B5kpmH:  
    10. 后续IFTA优化后的结果 pS0-<-\R  
           U:YT>U1Z  
    ) ,*&rd!  
    (w"zI!  
     8l;0)`PU  
    ]O&TU X@)  
    感兴趣的优化函数 >/$Q:92T  
    • 效率满足（>95%） !=k\Rr@qx  
    • 信噪比满足（<30db） AVyo)=&  
    • 杂散光满足（<5%）  ,ulTZV  
    %oC]Rpdu  
    11.总结 KC8A22  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 CF =#?+x  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Tje =vI  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 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。 >N+e c_D^  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 ^>[DG]g  
     
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