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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 % C
3jxt 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。 ,uKvE`H 0!vC0T[ 2.模拟任务 N^
D/}n -Ez| NxXVW DOE: Msd!4TrBJ 相位型衍射 |}M']Vz 光束整形器 q<yH! 直径:2mmx2mm \aZ(@eF@@Q 形状:圆形 R\.huOJh 相位级次:16 u=E?N:I~F BXfaqYb;Q b(Z%#*e 3.建模任务:入射光场 _kY5
6 2/7=@>| =H,cwSE+% 高斯准直激光光束的光束参数 Ar<OP'C K%pmE?%,8 • 波长:632.8nm oy r2lfz* • 激光光束直径(1/e2):1mm HJJ^pk& >|Jw,,uf
3,vH:L4 `90v~OF 4.建模任务:期望输出光场 +1)C&: f0D Ch] 40#KcbMa| 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): KFZ[gqW8YY 1=;QWb6 • FWHM-直径:0.5mm 7%E1F)% • 边缘宽度:50um 4C*3#/TR • 效率:>95% !%u#J:z2 • 信噪比(SNR):>30dB zDl, bLiJ • 杂散光:<5% ]JD$fS=_ &1h3o^K
*[SsvlFt '!.;(Jo 5.设计方案 vR)7qX} \9}5}X_x. WD\{Sdx:r • 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)。 b}4/4Z. • 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)。 Iv<9})2K t<|s&
^J
RTi'v UeICn@)\y 6. 衍射光束整形器会话编辑器 =+"'=o Hxl,U>za# pMB=iS<E • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 $0*47+f • 用户必须输入所需的信息 +zD'r5 - 入射场 %8*d)AB: - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) )j6>b-H - 系统参数 _#4,&bh8 - 制造条件 'i(p@m<' 6J
5)4^bk
cik@QN<[0 'sF563kE 7.设计过程 yo.SPd="Vx {^f0RGJg9 =|!~0O O<h#|g1
Qf|}%}%fp K D-_~uIF ]= NYvv>H 设计和优化过程由两步完成: 0X?fDz}jd 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 3b3cNYP 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 :b;1P@W< Tqa4~|6 8.系统模拟 jp^WsHI3 • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Mdrv/x{ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 GnOo+hB • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 2jZ}VCzRG • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 b(q&}60 tKeO+6 l
]2%P``Yj t4k'9Y:\Q 9. 初始几何光学设计的结果 W{+0iAYnp L||yQH7n
|<|,RI? is?&%VY W-PZE|< 感兴趣的优化函数 #@6L|$iX • 效率满足(>95%) JX)z<Dz$ • 信噪比不满足(<30db) otSPi7|k • 杂散光不满足(>5% S.)7u6/_! NoAb}1uae (1,#=e+ gwaC?tf[ ePRM v 10. 后续IFTA优化后的结果 'D"K`Vw !;*2*WuO; U9o*6`"o m90R8 V
eH!|MHe RpK,ixbtA+ 感兴趣的优化函数 *z"1MU • 效率满足(>95%) q7 oR9 • 信噪比满足(<30db) .&x?`pER • 杂散光满足(<5%) :ZfUjqRE '}`hY1v 11.总结 0*;9CH=BE • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 !$xEX,vj|W • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 quGPk)c • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 Z)O>h^0 • 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。 q3-;}+ • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 oZ>`Qu
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