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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 10-31
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 InR/g@n+D1  
    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。 $y+Bril5W  
    924a1  
    2．模拟任务 5\eM3w'd  
    ;*XH[>I  
    l|&DI]gw  
    DOE： :f5"w+  
    相位型衍射 #Vi:-zyY  
    光束整形器 u~q6?*5  
    直径：2mmx2mm V`XtGTx  
    形状：圆形 2io~pk>  
    相位级次：16     _iZ_.3 Ip  
    &x<y4ORH|  
    Ub-q0[6  
    3.建模任务：入射光场 /32x|Ow# 1  
    %?z8*G]M  
    vX/("[  
    高斯准直激光光束的光束参数 1A.ecv'  
    x l4A<  
    • 波长：632.8nm tDIQ=  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm TdWatvY5p  
    Y ]6kA5  
    @j|=M7B  
     'WQ?%da  
    4.建模任务：期望输出光场 9S]]KEGn4  
    p?XVO#  
    o6T'U#7P  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: 3r-oZ8/n  
    _[t:Vme}v  
    • FWHM-直径：0.5mm M=Cl|  
    • 边缘宽度：50um ,37\8y?o\  
    • 效率：>95% cHjnuL0fsy  
    • 信噪比（SNR）：>30dB G=l-S\0@  
    • 杂散光：<5% ;2jH;$HZ  
    |g,99YIv>  
     GP{$w_'!J0  
    Usz O--.C  
    5.设计方案 T_/ n#e  
    g?i0WS  
    FH7h?!|t  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 :ExCGS[  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 C 5 xsh  
    Jwt_d }ns  
    e-Ma8+X\  
     ^ R7|x+  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 yeqH eZ  
     m;@8z[ ^5  
    zSo(+D &[  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 "cDMFu  
    • 用户必须输入所需的信息 &f($= 68  
    - 入射场 +nU=)x?38  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） hYB3tT  
    - 系统参数 S-%itrB*  
    - 制造条件 &\ $~  
    Ev>P|k V&A  
     13K|=6si  
    1'4?}0Dok  
    7.设计过程 !hWS%m@  
    51-@4E2:l:  
    =k^ d5  
    v@ifB I  
    7 F> a&r  
    SQs+4YJ  
    qN\?cW'  
    设计和优化过程由两步完成： [PX%p ;"D  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 e82xBLxR%  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 Lq2ZgKd!  
     jG["#5<?  
    8.系统模拟 @id!F<+%oD  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 i62GZe E  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 G3dA`3  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 8/T[dn  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 sZPyEIXie  
    /(8"9Sfm  
     W$xW9u8@+(  
    U(/8dCyyY  
    9. 初始几何光学设计的结果 U%)-_ *`z  
    =A{s,UP  
    Zk~~`h  
    d.$0X/0  
    d.yATP  
    感兴趣的优化函数 =z!/:M  
    • 效率满足（>95%） {uN-bl?o  
    • 信噪比不满足（<30db） T~8kKw  
    • 杂散光不满足（>5% Y_nl9}&+C0  
     BU.O[?@64  
    z1nKj\AM2  
    uj:1_&g  
    {Y|?~ha#  
    10. 后续IFTA优化后的结果 ?7uK:'8  
           4Z.Dz@.c(  
    |[!7^tU*  
    MU:q`DRr  
     '*D>/hn|:]  
    N\anjG  
    感兴趣的优化函数 RQ;w$I\  
    • 效率满足（>95%） aC94g7)`  
    • 信噪比满足（<30db）  [ J4n%  
    • 杂散光满足（<5%） @%jY  
    >i"WKd=  
    11.总结 I]a [Ngj  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 OlP1Zd/l  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 k)9+;bKQQ  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 Vsr"W@k_  
    • 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。 &v#pS!UOj  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 !P3y+;S  
     
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