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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 W'4/cO 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。 jt}Re, MT/jpx 2.模拟任务 \dHqCQ :$D*ab^^P kgo#JY-4 DOE: CE3l_[c 相位型衍射 8C{&i5kj\E 光束整形器 |jIH gm 直径:2mmx2mm &m3-][!n 形状:圆形 \=0;EI-j 相位级次:16 Wx0i_HFR b d 1^ `%Fp'`ZM$8 3.建模任务:入射光场 <ww D*t `ArUoYbB d.+*o 高斯准直激光光束的光束参数 3A,N1OXG -H%v6E%yh • 波长:632.8nm O_;BZzT • 激光光束直径(1/e2):1mm 6Rfv3 UIEvwQ
2_pF#M9 xCZ_x$bk 4.建模任务:期望输出光场 lfAy$qP"} ,g?ny<#o =G}a%)?As\ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): qlcd[Y*B })OS2F • FWHM-直径:0.5mm yepRJ%mp • 边缘宽度:50um mW{;$@PLF" • 效率:>95% Fizrsr 6% • 信噪比(SNR):>30dB \hX,z = • 杂散光:<5% bkJ bnW= |it*w\+M
!EIH"`>! P'VHga 5.设计方案 Z0&^(Fb zh) &6'S\ ~ n<|f • 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&`YXjuN • 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)。 :Ak^M~6a5 CRo'r/G
OD'~t,St /K!)}f(6 6. 衍射光束整形器会话编辑器 bZ_&AfcB /6rjGc Q%O9DCi • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ,P<I<QYu • 用户必须输入所需的信息
Z kw-a - 入射场 =+X*$'<J - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 7ZI{A*^vB - 系统参数 l]|&j`'O - 制造条件 D&m1yl@\J n`=S&oKH
EG\L]fmD 9-n]_AF`0 7.设计过程 `G ":y[Q m LajiZ Bf ^(&2 SsX$l<t*
:G#%+, Q+f|.0r u|23M, 设计和优化过程由两步完成: pJg:afCg 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 %;4#?.W8 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 n^QDMyC;I q"Bd-?9 8.系统模拟 UP-2{zb |? • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 :C;fEJN • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 hak#Iz0[C • 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。 |g7)A?2J~ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 Tyb_'|?rW Yaq0mef0
Z2{$FN <=uO*s>% 9. 初始几何光学设计的结果 2;]tIt d1 Q\X_JZ [
2@Lc3< bY`Chb. 0D:uM$
i] 感兴趣的优化函数 VFV8ik) • 效率满足(>95%) ZHen: • 信噪比不满足(<30db) &[\zs&[@y • 杂散光不满足(>5% y%--/; y~_x ~=wBF XF{2'x_R DvEII'-h 10. 后续IFTA优化后的结果 j,,#B4b w;VUP@Wm ve#[LBOC8 *y"|/_
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>&<D.lx !4F@ !.GG! 感兴趣的优化函数 ICo Z<;p • 效率满足(>95%) tSDp>0yZ3 • 信噪比满足(<30db) X pXhg*}K • 杂散光满足(<5%) jbOzbxR? ^(xVjsHp# 11.总结 i\36 s$\ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 P\c0Q;){h" • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 !/&~Feb • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 n=fR%<v • 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。 etW-gbr • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 g2
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