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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 wEDU*}~ 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。 3tLh{S?uJ j./bVmd. 2.模拟任务 l0Pg`wH, P"iqP| NqF-[G< DOE: ,Y!T!o}1
相位型衍射
W8":lpp 光束整形器 *$l8H[ 直径:2mmx2mm bJBx~ 形状:圆形 Vn8Qsf1f 相位级次:16 (1jkZ^7 v"$; aJ )YnB6@=nyk 3.建模任务:入射光场 s}?98?tYB zcZr
)Oh :'!?dszS 高斯准直激光光束的光束参数 9Hc#[Ml 9L&AbmIr • 波长:632.8nm t}oxHEa V • 激光光束直径(1/e2):1mm Rwy:.)7B$q 'GW@P
Hpsg[d)! TR%?U/_4;r 4.建模任务:期望输出光场 ^NnZYr. OdR 3IJIeG> 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): "?S#vUS+ 2 O:Z|fDQ` • FWHM-直径:0.5mm bpU^|r^W • 边缘宽度:50um [R Ch7FE23 • 效率:>95% P)}:lTe
• 信噪比(SNR):>30dB { aB_t%`w • 杂散光:<5% 6"=e+V@ Y5n pz^i
hi
]+D= S )0'O!O 5.设计方案 YWdlE7 y |ow hF [Q$"+@jw • 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)。 GdP9Uj)n- • 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)。 j5HOdy2 $YSOkyC?
K8RloDjk_A Y}WO`+Vf5 6. 衍射光束整形器会话编辑器 4^i*1&" lq9c2xK /JfXK$` • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 'x18F#g
• 用户必须输入所需的信息 |LjCtm)@+ - 入射场
:?^(&3; - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) AzQ}}A;TSx - 系统参数 cCj3,s/p - 制造条件 c,-< 4e r%a$u%)oD
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7.设计过程 p1D-Q7F "?il07+w% 9\n}!{@i ilHj%h*z
# K-Q/* rms&U)? ,onv
` 设计和优化过程由两步完成: );*GOLka 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 {:dE_tqo 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 dG|\geD %8-S>'g' 8.系统模拟 5QT9 • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 mR{0*< • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 :kUH>O • 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。 LnL<WI*Pq • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 Ay_<?F+& +u
Lu.-N
lg=[cC2 5eU/ [F9 9. 初始几何光学设计的结果 duqu}*Jw N ;hq E }yxF. Rza\n8 *V\kS 感兴趣的优化函数 }1>a 71 • 效率满足(>95%) YA|*$$ • 信噪比不满足(<30db) [_~U<
• 杂散光不满足(>5% o60wB-y T]myhNk n}+
DO6J '(Bs<)(H ?|L)!LYx 10. 后续IFTA优化后的结果 M aEh8* jgYiuM3c\ 5_O.p3$tV AsLAm#zq
9X(bByEO YnMph0\Y^ 感兴趣的优化函数 (0][hdI~B • 效率满足(>95%) QO,y/@Ph • 信噪比满足(<30db) B%t^QbU #\ • 杂散光满足(<5%) v
;9s RWoiV10 11.总结 1zM`g_(# • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 B;@yOm= • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 "pH+YqJ$ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 '"TBhisky • 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。 B845BSmh • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 %_u3Np
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