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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 u|>U`[Zpj 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。 JvJ!\6Q@ *Gh8nQbh 2.模拟任务 V'f5-E0 _<F@(M5 'a/6]%QFd! DOE: G%8)6m'3 相位型衍射 b;`#Sea 光束整形器 o p5^9`" 直径:2mmx2mm `(Q_ 65y 形状:圆形 VfC[U)w*vm 相位级次:16 _B7?C:8Q- f.84=epv NT9- j#V 3.建模任务:入射光场 _E<O+leWf l)PFzIz=V h:Mn$VR, 高斯准直激光光束的光束参数 b:5%} 6dR-HhF • 波长:632.8nm JvWs/AG1 • 激光光束直径(1/e2):1mm *ez~~ Y
9q)nNX<$)
l)rvh#D 0CVsDVA 4.建模任务:期望输出光场 ?)o4 Kt'h Hs`#{W{. I1 R\Ts@ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): yH"$t/cU"R IJBJebqL • FWHM-直径:0.5mm >-|90CSdSJ • 边缘宽度:50um $h]Y<&('G • 效率:>95% C|~JPcl • 信噪比(SNR):>30dB +yP[(b/ • 杂散光:<5% ~)m t &
>7(~'#x8A"
C(1A8 wI]R+. 5.设计方案 z2nUul(2 OxHw1k q~'
K9 • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 x [{q&N!"` • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 E%2!C/+B oB{}-[G
o|^?IQ7bpf ~ut& U 6. 衍射光束整形器会话编辑器 pJ$N@ID ZaUcP6[h Yr"!&\[oz • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 J.e8UQ@=5 • 用户必须输入所需的信息 j#nO6\&o - 入射场 hA1gkEM2o - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ;LF)u2x= - 系统参数 [cTRz*\s - 制造条件 cxP9n8CuT %X9:R'~ sP
Xx y
Bg!R C@UJOB 7.设计过程 hDD~,/yVxs |!xfIR>=F H6PXx TH(Lzrbg
e2-70UvW^ 9?l?G GmQ +zVcOS*- 设计和优化过程由两步完成: 4Fr7jD,#k 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 EDgob^> 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 =@1R ozt j_6` s!Yw 8.系统模拟 ]lB3qEn< • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 B~_,>WG • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 u.pKK
• 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。 5}d/8tS • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 %];h|[ax] .cH{WZ
q(jkit~`A 9#EHXgz 9. 初始几何光学设计的结果
,3J`ftCV }4\!7]FVYX P"V{y|2 G1?0Q_RN z3vsz 感兴趣的优化函数 =;k+g?.@I • 效率满足(>95%) z*dQIC • 信噪比不满足(<30db) {#w A!>. • 杂散光不满足(>5% :p\(y 2 <6`TA*m |Uy e>%*}4 t4jd
KYA _\4` 10. 后续IFTA优化后的结果 n ,&/D l?o-!M{ T]Tdx.B ==h|+NFa
)y%jLiQv O:5Rp_?^ 感兴趣的优化函数 =.qm8+ • 效率满足(>95%) d4y9AE@k • 信噪比满足(<30db) B0b[p*gIl • 杂散光满足(<5%) "W &:j:o (
K6~Tj
11.总结 \uU=O
) • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 X6LhM • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 tT@w%Sz57N • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 E'e8&3!bx • 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。 fr}1_0DDz • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 @pF
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