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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 t*= nI $ 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。 q;[HUyY, R[zN? 2.模拟任务 "m {i`<, =Fc]mcJ69 DY#195H DOE: K+|XI|1p 相位型衍射 F^/KD<cgK 光束整形器 2V]a+Cgk 直径:2mmx2mm 1 ?BLL;[a8 形状:圆形 &?y@`',a0{ 相位级次:16 gIrbOMQ7 .#~!w!T y7/4u-_c 3.建模任务:入射光场 Sj I,v+ 2->Lz CmXLD} L_x 高斯准直激光光束的光束参数 R]yce2w" z |= cc >] • 波长:632.8nm &Y^4>y% • 激光光束直径(1/e2):1mm rGQD+ d kcUn GiP
3ibQbk E
G+/2o+W 4.建模任务:期望输出光场 G%k&| gHc1_G] 5/Qu5/ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 8?8V; 0rL.~2)V • FWHM-直径:0.5mm %Mj,\J! • 边缘宽度:50um 9n is8 • 效率:>95% x"sbm • 信噪比(SNR):>30dB C[.Xi • 杂散光:<5% R`]@.i4tt d`TiY` !
@?e~l:g})g EC5= 2w< 5.设计方案 I(AlRh -HGRrWS Ce-=
- • 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)。 5 eL
b/,R • 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)。 k9oi8G'g~ 0R? @JC
_IdW5G #w%-IhP 6. 衍射光束整形器会话编辑器 KDb j
C'3 *lA+-gkK* Mi#i 3y( • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 tl /i • 用户必须输入所需的信息 OvQzMXU^I - 入射场 lx4pTw1 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 9[JUJ,#X'0 - 系统参数 = r/8~~= - 制造条件 |hj!NhBe a T(]
4Cu\|"5) 'm`}XGUBS 7.设计过程 7w2$?k',- R~iv%+ cH*")oD %\,9S`0
Z[w}PN,xV )V~=B] OQfFS+6 设计和优化过程由两步完成: "`cN k26JZ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 t O.5 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 )bih>>H Bk3\NPa 8.系统模拟 y akRKiz\ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 0ZwXuq • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 niCK(&z • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 "[P3b"=gW • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 smfI+Z S" *]HnFP
aL[6}U0 (} ?Xvy0/s5 9. 初始几何光学设计的结果 &*"*b\ wdP(MkaV N,K/Ya)1 VQqBo~ G3:!]} 感兴趣的优化函数 M1WD^?tKQ. • 效率满足(>95%) J)n_u) , • 信噪比不满足(<30db) nS3Aadm • 杂散光不满足(>5% .Ja].hP 4 @{?4k-cq ,DE>:ARZ X uE: dL? nl
'MWP 10. 后续IFTA优化后的结果 8cOft ;|qB L~t<
0\r .e0)@}Jv8> TMMJ5\t2
5\z<xpJ uU3A,-{- 感兴趣的优化函数 9o5D3
d
K • 效率满足(>95%) -!_8>r;Q4 • 信噪比满足(<30db) =3(Auchl$Y • 杂散光满足(<5%) `K5*Fjx z
mip 11.总结 v
=y
2 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 YyxU/UnhG • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 {rR(K"M • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 u*Xp%vNe • 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。 $4xSI"+M% • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 Bz_'>6w
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