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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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    [技术]设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽 [复制链接]

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    在线infotek
    科学家
     
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    5225
    光币
    20409
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 昨天 07:58
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ^XZm tB  
    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。 If]g6 B.=  
    )Cu"M #`  
    2．模拟任务 ?\ho9nyK  
    sx*(JM}Be  
    LB2 2doW  
    DOE： pX6OhwkTK  
    相位型衍射 0r:8ni%cL  
    光束整形器 < 8WS YZ  
    直径：2mmx2mm VPtA %1  
    形状：圆形 *$(9,y\  
    相位级次：16     S\g8(\u  
    )M'#l<9B  
    RFQa9Rxk  
    3.建模任务：入射光场 i aP+Vab  
    "QGP]F  
    :R<,J=+$u  
    高斯准直激光光束的光束参数 vP88%I;  
    QJGRi  
    • 波长：632.8nm NoDq4>   
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm KWN0$*4  
    }ndH|,  
    "6Ly?'H K  
      LDwu?"P!  
    4.建模任务：期望输出光场 :q^g+Bu=  
    F}i rCi47c  
    pwU]r  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）:  {l_R0  
    D[;6xJ  
    • FWHM-直径：0.5mm ]'2p"A0U  
    • 边缘宽度：50um IxgnZX4N  
    • 效率：>95% _%Mu{Ni&  
    • 信噪比（SNR）：>30dB UI>-5,X  
    • 杂散光：<5% 1`B5pcuI  
    4?72TBl]  
     dtm_~r7~  
    .^P^lQT]>  
    5.设计方案 fs~n{z,ja%  
    OuS{ve  
    6mMJ$FY+  
    • 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）。 _qJ[~'m<^C  
    • 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）。 * Oyic3F  
    8=)A ksu  
    $0iz;!w  
     <~X=6  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 &AOw(?2  
     P|_?{1eO2  
    Gash3}+  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 |~v($c  
    • 用户必须输入所需的信息 fgTvwO Sk  
    - 入射场 %#ms`"H  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） cGOE$nL  
    - 系统参数 %>5Ht e<  
    - 制造条件 +S0A`rL  
    i!YZF$|  
     `C_#EU-  
    hiU_r="*ox  
    7.设计过程 @RbAC*Y]g  
    )k29mqa`  
    )bw>)&)b`  
    ((;9%F:/$  
    ^/Gjk  
    AVNB)K"  
    ]WyV~Dzz<  
    设计和优化过程由两步完成： "%A[%7LY  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 3]xnKb|W  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 as~.XWa  
     J,m.LpY  
    8.系统模拟 _ [XEL+.  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 7b@EvW6X}  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 gtjgC0   
    • 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。 $_)YrqSo~  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 !!Mp;h'}-  
    ?_n.B=H`8  
     ;hd> v&u#  
    Zb);08X  
    9. 初始几何光学设计的结果 G.B^C)guu  
    ]~kqPw<R  
    Mt@K01MI%  
    fp12-Hk ~  
    j] M)i:n  
    感兴趣的优化函数 pok,`yW\  
    • 效率满足（>95%） a7#Eyw^H{  
    • 信噪比不满足（<30db） !4.;Ftgjn  
    • 杂散光不满足（>5% :CK,(?t  
     +".&A#wU  
    P]dDTh~e~  
    }1;Ie0l=_e  
    NSb< 7_L  
    10. 后续IFTA优化后的结果 ~}4H=[Zu  
           sPc\xY  
    0b*a2_|8k  
    \O7,CxD2  
     _;LHC;,:  
    9Cf^Q3)5o  
    感兴趣的优化函数 #Kn7 xn[  
    • 效率满足（>95%） ?7a< V+V:  
    • 信噪比满足（<30db） 8'g/WZY~~  
    • 杂散光满足（<5%） /_jApZz  
    /0SPRf}p  
    11.总结 V!FzVl=G  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 2$1rS}}  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 O]{H2&k@  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 hih`:y  
    • 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。 | G%MiYd  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 ~xvQ?c ?-  
     
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