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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 xF/u('A 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。 G\X}gqe(OJ 4qsP/`8 2.模拟任务 >8v4fk
IK UrMEL;@g 3xhGmD\SKO DOE: jTeHI|b 相位型衍射 O`M6=\ 光束整形器 rEoMj)~\4& 直径:2mmx2mm H.Q648A"PF 形状:圆形 efT@A}sV 相位级次:16 y7X2|$9z- R^hlfKnt QWncKE,O$ 3.建模任务:入射光场 ^\(<s {^z>uRZ3 H Q_IQ+ 高斯准直激光光束的光束参数 s"'ns uht>@ WSg| • 波长:632.8nm "mtEjK5 • 激光光束直径(1/e2):1mm hI$IBf> nT:F{2 M;
85}S8\_u ^o LMgz 4.建模任务:期望输出光场 "hbCP4 'PS_|zI 59@PY! c> 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): D;Bij= J4woZ{d • FWHM-直径:0.5mm r.JM!x8 • 边缘宽度:50um w$evAPuz^ • 效率:>95% O30eq 7( • 信噪比(SNR):>30dB )w_hbU_Pb& • 杂散光:<5% ~VKuRli|m |uIgZ|7[
YXlaE=9bn L!c.1Rf_ 5.设计方案 W6A-/;S\ Gf->N
`N CZzgPId%x • 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)。 sJ>JHv • 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)。 .3
S9=d? ^&z3zFTp
v[b|J7k j9d^8)O, 6. 衍射光束整形器会话编辑器 PiVp(; rtQ = e"RE/q2 x,fX mgE • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 tJa*(%Z?f • 用户必须输入所需的信息 )4;$;a1 - 入射场 $fhR1A - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) u$Wv*;TT% - 系统参数 dsG:DS`q - 制造条件 +Y_]< uE ^uP@d
+=Y$v2BZA3 f{w[H S,z 7.设计过程 3n)\D<f]# #PGpB5vnaA ?~9o2[ AT-
Fp(-&,L0fc rNl%I@G ,ieew` 设计和优化过程由两步完成: TNF+yj-|X: 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 (v0i]1ly[ 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 y;VmA#k` w?JM;'<AYQ 8.系统模拟 y6P-:f/&* • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 WxJV
zHtR • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 U}<' [o
V • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 KPxf • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 QD;:!$Du Rebo.6rG
vm.%)F#@ Z5Tu*u= 9. 初始几何光学设计的结果 bcUa'ZfN< fD#!0^ ,aU8.
J_U bE%*ZB 'p&q}IO 感兴趣的优化函数 `OHdo$Y9 • 效率满足(>95%)
:+v4,=fHy • 信噪比不满足(<30db) :OD-L)Or • 杂散光不满足(>5% =kBWY9:$, b" kL)DL1L 2!nz>K =GL^tAUJ n*m"yp 10. 后续IFTA优化后的结果 ^TqR0a-* 0O|l7mCr%I 4<S=KFT_ |HQFqa<
bI :cYn1 | W<jN 感兴趣的优化函数 yUX<W'-Hev • 效率满足(>95%) K}!YXy h • 信噪比满足(<30db)
PX5U) • 杂散光满足(<5%) xP5Z -eL FJIo]p 11.总结 wT&P].5n • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 RX,c 4; • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 nq*D91Q • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 q j*77 • 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。 >$_@p(w • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 Vb/XT{T;b
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