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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 y4shW|>5_ 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。 Xb;CY9& uMqo)J@s 2.模拟任务 k`TEA?RfQ vEfX'gyk C(?lp DOE: !_V*VD 相位型衍射 KN+*_L- 光束整形器 {d7KJmN 直径:2mmx2mm [0IeEjL 形状:圆形 IlS{>6 相位级次:16 E[_Z%zd^ e#W@ep|n qtgj"4,:` 3.建模任务:入射光场 :.sK:W("v X\YeO>C zHu:Ec7 高斯准直激光光束的光束参数 nC`=quM9 u2U@Qrs2 • 波长:632.8nm LXw&d]P • 激光光束直径(1/e2):1mm ][_:{ N/ N8mK^{
Dy8Go4 [& hdyLt 4.建模任务:期望输出光场 JDMaLo 'l<kY\I!% flmcY7ZV 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): (S(=W G My5X%)T>P • FWHM-直径:0.5mm + ^~n09 • 边缘宽度:50um lz # inC| • 效率:>95% @zPWu}&m • 信噪比(SNR):>30dB oXz:zoNQ • 杂散光:<5% o]k[l; ~%sDQt\S
BKJW\gS2 $x`U)pv 5.设计方案 Q0M8} tc#
rL ozGK
-$ • 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)。 ,,,5pCi\ • 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)。 _39b8s{ 6%fU}si,
,rTR
|>Z j[=f;&1 6. 衍射光束整形器会话编辑器 ql_aDoj e4?}#6RF Lqz}h-Ei • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 XFM6.ye • 用户必须输入所需的信息 %=NqxF>> - 入射场 sg9ZYWcL - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) p%,JWZ[ - 系统参数 W]reQ&<Z - 制造条件 zzPgLE55 g:OVAA
Lx(Y= !m^WtF 7.设计过程 P:CwC"z>sS ;1F3.ibE 'JRkS'ay HW{+THNj
I,q3J1K :a`l_RMU !QC-> 设计和优化过程由两步完成: S* <:He&1 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 \t )Zk2 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 LoNz
1KJL
t'7)aJMP 8.系统模拟 |%TH|?kB • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 IWKQU/l! • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 o2Z#
5- • 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。 g3"`b)M • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 _L&C4 <e' ?;}2Z)
x/5%a{~j2 xNl_Q8Z?R^ 9. 初始几何光学设计的结果 5qUyOkI yPuT%H&i Vx?a&{3]- &~uzu{ t[0gN:s 感兴趣的优化函数 Ue~M.LZb • 效率满足(>95%) Rz%+E0 • 信噪比不满足(<30db) L# (o(4g2 • 杂散光不满足(>5% #O `nQ Jf4D">h R%54!f0
% 7pr@aA"vgj d94Lc-kq^ 10. 后续IFTA优化后的结果 Q<Utwk?nL >5)$Qtz# NcFHvK x!gu&AA<*
APy&~` u9sffX5x[J 感兴趣的优化函数 /R@eOl}D • 效率满足(>95%) E+F!u5u • 信噪比满足(<30db) Q+Jzab • 杂散光满足(<5%) JZ80 |-c i>>_S&!9p 11.总结
:\gdQG • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 Tig`4d-% • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ZShRE"` • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ANi}q9SC • 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。 ,in`JM<o • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 `3\5&B |