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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 DfgqB3U[ 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。 y[BUWas( `6koQZm 2.模拟任务 %:yJ/&-Q,Z ^noKk6Aaa G]X72R?g DOE: fT9$0:eO 相位型衍射 vzA)pB~; 光束整形器 A
q;]al 直径:2mmx2mm gF,9Kv~ 形状:圆形 m~mw1r 相位级次:16 JJ[.K*dO E8j>Toz 6a51bj!f 3.建模任务:入射光场 cl:h'aG }w^Hm3Y^& p3>p1tC 高斯准直激光光束的光束参数 s ki'I -\xNuU • 波长:632.8nm u+"3l@Y# • 激光光束直径(1/e2):1mm 'M+iw:R__ >J,Rx!fq3
1Ys6CJ# pLi_)(#z_ 4.建模任务:期望输出光场 U[1Rw6 tJ`tXO 9}LcJ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): ;5QdT{$H aGY R:jR$ • FWHM-直径:0.5mm 3.>M=K~09 • 边缘宽度:50um tjYqdbA) • 效率:>95% =0!PnBGYn • 信噪比(SNR):>30dB |#G.2hMFr • 杂散光:<5% <WhdQKFf- Hy}oSy26
DtLga[M 5'=\$Ob 5.设计方案 =wbgZr^2 uL| Wuq 91'i7&~xdG • 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}x"+#\<@ • 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)。 sI>I \>,[5|GU
! f!/~M"! W
!TnS/O_1 6. 衍射光束整形器会话编辑器 _M[@a6? fg"]4&`j- mAO$gHQ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 KU:RS+,e; • 用户必须输入所需的信息 HoE@t-S - 入射场 2:b3+{\f - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ;$=kfj9 :7 - 系统参数 gp@X(d - 制造条件 Z',Z7QW7 /Wos{}Z0
PX!$w*q ePF)wl;m 7.设计过程 t@=*k9 Xm#rkF[, !j8.JP}!) (@wgNA-P
DAYR=s .tRp m/M=.\] 设计和优化过程由两步完成: I?y!d
G 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 B8J_^kd 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 &|6 A
8, f7&53yZF 8.系统模拟 7ns n8WN[ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 wg-qq4Q\ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 4G ?Cu,$ • 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。 | R\PQ/) • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 b3j?@31AD LsW7JIQd
]Q8[,HTG Ddu1>"p-x 9. 初始几何光学设计的结果 d `eX_] Z 7dxe03h 0Wd2Z-I goa@e N+0[p@0 感兴趣的优化函数 <vb%i0+b.^ • 效率满足(>95%) 1:Sq?=& • 信噪比不满足(<30db) dUvgFOy|P • 杂散光不满足(>5% &|]GTN`E )~>
C1< [:Upn)9 FqWW[Bgd ./7*<W: 10. 后续IFTA优化后的结果 .<fn+] :ebu8H9f% !4Oj^yy%
]S2F9
b7uxCH]Z
A r=P;6J 感兴趣的优化函数 .
.5s2 • 效率满足(>95%) J]AkWEiCJ • 信噪比满足(<30db) Y|
dw>qO • 杂散光满足(<5%) `T#Jiq E z<I@SI^> 11.总结 BE$Wj;Q • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 g6D7Y<}d • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 L>3- z>u, • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ~DL-@*& • 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。 ow<z @^ 3' • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 m=K46i+NE
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