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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 =p=rg$? 展示了可能的期望需求,设计,优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 (tZrw5@ w6{TE(]zp 2.模拟任务 &'
Ne!o8 |>tKq;/ Z`KC%!8K DOE: -/ g B|J 相位型衍射 G}:lzOlMH 光束整形器 5[YDZ7g"~ 直径:2mmx2mm znaUB v_ 形状:圆形 D-4f > 相位级次:16 C86J
IC" F=a<~EpZ ZGYr$C~ 3.建模任务:入射光场 EodQ*{l -<
&D i-6F:\; 高斯准直激光光束的光束参数 2|}+T6_q -U/c\-~fU • 波长:632.8nm fH> NJK; • 激光光束直径(1/e2):1mm \3S8 62B7 <\}KT*Xp
C@L$~iG Ko&>C_N 4.建模任务:期望输出光场 ZfgJ.<< I|
b2acW HFaj-~b 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): ,Qnd3[2[ _J?
Dq • FWHM-直径:0.5mm vDxe/x% • 边缘宽度:50um kMt 8/ E` • 效率:>95% NwG= <U* • 信噪比(SNR):>30dB d
BJJZ^(
• 杂散光:<5% U}PiY"S< Vy938qX
)Hk3A$6( mM-8+H?~b 5.设计方案 1PP $XJtyD ~ y;6W0x W>p-u6u%E| • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 @Q/-s9b • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 (C@~3!AVa q11>f
MvWaB vc+A RgvH+ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 lAJxr8 . `/ q|@B7 .b-f9qc= • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 )l[M
Q4vWW • 用户必须输入所需的信息 E7Y`|nT - 入射场 ZO)S`W - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) eZdu2.;< - 系统参数 D*F4it. - 制造条件 ]5$eAYq a8i]]1Blz
0 rXx RQ U9A~9"O 7.设计过程 U]vYV J<dVTxK12 >ey\jDr#O 8$ma;U d
I9mvte ?$6Y2 B,@c;K 设计和优化过程由两步完成: }=6'MjF] 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 K_El& 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 v{jQek4 KOp162X>r 8.系统模拟 elG<k%/2 • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 (h5'9r • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 <Gt2(; • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 #&m0WI1 • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
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a~CEs 4x;/HEb7? 9. 初始几何光学设计的结果 "(3BvMA&!9 7_mw%|m6@ b r^_'1 3&[>u;Bp j|/]#@Yr 感兴趣的优化函数 9v}G{mQ# • 效率满足(>95%) 7A\~)U@ • 信噪比不满足(<30db) MwR0@S}* • 杂散光不满足(>5% 0LfU=X0#7 jGEt+\"/QJ ^H2-RBE# g|<]B$yN# _jNj-)RB_ 10. 后续IFTA优化后的结果 |iR T!
] }p!HT6 tZ )~+ e`q =7C%P%yt
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Tjl:|F8 感兴趣的优化函数 BvR-K\rx • 效率满足(>95%) 0qo)."V{ • 信噪比满足(<30db) {iv<w8CU) • 杂散光满足(<5%) zD(`B+ 1 29q`u; 11.总结 2Ri{bWi • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 0\:(ageY? • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 tX@_fYb • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 n[]tXrhU • 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。 FRS>KO=3 • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 \uXcLhXN
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