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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 {)`tN&\ 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。 OK] _.v} kO3N.t@n 2.模拟任务 0 k(su
7jS`4, `*Ju0)g1 DOE: ?+P D?c7 相位型衍射 {,X}Btnwp 光束整形器 F`Ld
WA 直径:2mmx2mm %|izt/B 形状:圆形 ,@Fde=Lw 相位级次:16 [,a2A TC* 78;r H13kNhV9 3.建模任务:入射光场 hU|TP3* sx^0*h-Qq {t%Jc~p{ 高斯准直激光光束的光束参数 |Y tZOQu CT0 ~ • 波长:632.8nm "3;b,<0 • 激光光束直径(1/e2):1mm ^'G,sZ6'Nh 1@Gmzh
6%A_PP3Z w,x'FZD 4.建模任务:期望输出光场 #d* )W3e2{ I xk+y? PZ.q 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): eEmuE H@X $8{v_2C){ • FWHM-直径:0.5mm ozOvpi:k3% • 边缘宽度:50um uGz>AW8a3 • 效率:>95%
wa%;'M& • 信噪比(SNR):>30dB #qDMUN*i • 杂散光:<5% 78UE?) X" eqQ=HT7J
cii!
WCu efrVF5,y? 5.设计方案 I&JjyR T$IwrTF@? e.'6q
($3 • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 cCBYM • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 ?,z/+/: o>jM4sk$
Wz+7CRpeP ;7*R ;/ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 Wi2Tg^ ;_6CV = P@j*ix • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 J ?^R1 • 用户必须输入所需的信息 ?B['8ju - 入射场 :cA%lKg - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) xe@11/F - 系统参数 $d\>^Q - 制造条件 O.z\
VI2f "n%0L4J
(T|q]29 0^9%E61YR 7.设计过程 0K'^g0G .8dlf7* , ',bSJ4)Y fP8iz `n
yOswqhz nsN|[E8 )8&;Q9'o 设计和优化过程由两步完成: EWC{896, 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 <! Z06 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 [ f;o3 73kU\ux 8.系统模拟 $_f"NE} • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 >_|$7m.?n[ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 @/W~lJ!e • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 ;!(GwgllD • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 #5X535'ze !]C=5~BBI
T)o>U&KNP ZG$PW<73~ 9. 初始几何光学设计的结果 <^da-b>C zff<#yK1 ~-f"&@){,
*W-:]t3CR v}sk %f 感兴趣的优化函数 952l1c! • 效率满足(>95%) 0sfb$3y • 信噪比不满足(<30db)
$5\+QW • 杂散光不满足(>5% bPA >xAH 2bu > j1h @@V{W)rl ;~-M$a
}4 C K9FAuU 10. 后续IFTA优化后的结果 .R]DT5 BcxALRWE 3=-V!E !2F X l;
Q N]y.(S)y 7 g|EqJ7 感兴趣的优化函数 ^v5<* uf%m • 效率满足(>95%) #HTq\J! • 信噪比满足(<30db) } fJLY\ • 杂散光满足(<5%) -pW*6??+? nArG
I}@ 11.总结 Ajm4q_ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 3I G<Ot9 • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 D{rM • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 \l1==,wk • 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。 y.$Ae1a= • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 &embAqW:
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