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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ik8|9m4/ 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。 x4/T?4k `e4o 1* 2.模拟任务 OA\vT${5 6oPUYn- ?L`MFR DOE: oD Q9.t 相位型衍射 `"i^'VL, 光束整形器 j0Id!o 直径:2mmx2mm tvGg@Xs\ 形状:圆形
<|ka{=T 相位级次:16 ]:[)KZ~ )zo#1$C- gNG0k$nP 3.建模任务:入射光场
zjZ;xn d<e+__2 z0EjIYI[N 高斯准直激光光束的光束参数 .~FKyP>[$ `two|gX0K • 波长:632.8nm qiF@7i • 激光光束直径(1/e2):1mm 7Y$4MMNQ r3*+8D~a_
[i2A{(x u?LW+o 4.建模任务:期望输出光场 BYhmJC| gPF}aaB6 Fr938q6^- 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 5]A$P\7~1 T)$6H}[c • FWHM-直径:0.5mm we6+2 • 边缘宽度:50um O6*'gnke • 效率:>95% ^TuP=q5? • 信噪比(SNR):>30dB @]?? +f}# • 杂散光:<5% 3:l: ~Vn }3
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\;A50U|r s8`}x _k= 5.设计方案 'Qp&,xK 9b"}CEw ej)BR'* • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 duZ|mT8Q== • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 D;16}D ^+.+IcH
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%eDFZ (Von;U 6. 衍射光束整形器会话编辑器 =|j*VF 2y" % 8rr*l5 ,6y-.m7> • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Mo:!jS~a(Z • 用户必须输入所需的信息 @'k,\$ / - 入射场 :
9djMsd - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) k'WS"<- - 系统参数 +j)-L \ - 制造条件 5p#o1I )D6'k{6 M
S20 nk.x 42b=z//; 7.设计过程 Mdy0!{d &k%wOz1vM DRKc&F6Qy nsr
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LXTipWKz )n[`Z# ^6N3n kyZ 设计和优化过程由两步完成: ^-csi 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 kp#c:ym 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 [7SI<xkv @vQ;>4 i. 8.系统模拟 n{qa ]3 • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 U&d-? PI • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 3Aqe;Wf9%+ • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 Ca`/ t8= • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 lyOrM7Gs )+Y\NO?O
Muc*?wB` {$u@6&
B 9. 初始几何光学设计的结果 rH}Dt@ a-UD_|! Ue>A lhIr]'?l RJ`/qXL 感兴趣的优化函数 LNyL>VHkK • 效率满足(>95%) ShsP]$Yp • 信噪比不满足(<30db) iC5JU&l • 杂散光不满足(>5% v0H>iKh7 =E6i1x%j +^]PBMM1w +gD)Yd -V<=`e 10. 后续IFTA优化后的结果 4<eJ J~yd]L> =Y=^]ayO/ A]~i uUHm
6wvhvMkS +2k|g2 感兴趣的优化函数 7:R{~|R • 效率满足(>95%) [jtj~]&mO • 信噪比满足(<30db) 3Oig/KZ • 杂散光满足(<5%) NGb!7Mu9 !tFU9Zt 11.总结 1+PNy d • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 RZ,<D I • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 E6wST@r • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 aBA#\eV • 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。 W)Kpnb7 • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 \SH D
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