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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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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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    在线infotek
    科学家
     
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    5225
    光币
    20409
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 4小时前
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 QD<4(@c5|  
    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。 \f  LBw0  
    >guQY I@4,  
    2．模拟任务 UE4#j \  
    W% [5~N  
    ,54<U~Lg:  
    DOE： x\DkS,O  
    相位型衍射 wl%1B64  
    光束整形器 hF~B&^dd.  
    直径：2mmx2mm f3>/6 C  
    形状：圆形 _:L*{=N  
    相位级次：16     hLvv:C@  
    hvyN8We  
    R}>Do=hAO  
    3.建模任务：入射光场 `O{Uz?#*x  
    r2th6hl~  
    }D^Gt)   
    高斯准直激光光束的光束参数 +7^Ul6BB#K  
    ^ztf:'l@C  
    • 波长：632.8nm O5Lv :qAa  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm 0Nu]N)H5<l  
    oc(bcU  
    a{+oN $  
     }'W^Ki$  
    4.建模任务：期望输出光场 Pb,^UFa=  
    Bkc-iC}F  
    ECScx02  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: q,DX{:  
    $D5U#  
    • FWHM-直径：0.5mm IJ8DN@w9  
    • 边缘宽度：50um 7gwZ9Fob  
    • 效率：>95% |^Es6 .~  
    • 信噪比（SNR）：>30dB F47n_JV!d  
    • 杂散光：<5% Z?.*.<"Sj  
    6iG<"{/U5  
     M 9#QS`G  
    |S{P`)z%f  
    5.设计方案 bJm0  
    L{f>;[FR  
    $:[BB ,$  
    • 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）。 4E>(Y98  
    • 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）。 >U<nEnB$?  
    noA\5&hqW  
    k~f+LO  
     #sU~fq  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 h50StZ8Yr  
     $>=Nb~t!/  
    EcoUpiL%2  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 aT#{t {gkA  
    • 用户必须输入所需的信息 o%%x'uC  
    - 入射场 49oW 'j  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） 1gm/{w6O  
    - 系统参数 s;s-6%p  
    - 制造条件 Hi_Al,j:  
    @$d\5Q(G  
     Rr4CcM  
    iBQBHF   
    7.设计过程 \>Rwg=Lh  
    9+I/y,aC  
    S}^s 5ztm  
    MQ(/l_=zQ  
    npcBpGL{  
    .k`*$1?73x  
    BG:`Fq"T  
    设计和优化过程由两步完成： Gv,92ny!|  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 gAA %x 7  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 ; axa ZV  
     >zg8xA1zL  
    8.系统模拟 l5';?>!s  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 3>9dJx4I  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 (1SO;8k\  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 ^lai!uZVa  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 C.eV|rc@T  
    fsJTwSI["  
     mnQjX ?  
    .8qzU47E  
    9. 初始几何光学设计的结果 l8xd73D)8  
    aC yb-P  
    1gShV ]2  
    9`C iE  
    )SL@ >Cij  
    感兴趣的优化函数 CDW(qq-zD  
    • 效率满足（>95%） IEoR7:  
    • 信噪比不满足（<30db） #4_O;]{'  
    • 杂散光不满足（>5% |<3Q+EB^  
     3]`qnSYBv  
    !qXq y}?w  
    y:|.m@ j1  
    0Dm`Ek3A7x  
    10. 后续IFTA优化后的结果 QE#-A@c  
           )/WA)fWkT  
    ccN&h  
    +?j?|G  
     ?%dCU~ z  
    ;;y@z[ >  
    感兴趣的优化函数 _N,KHxsG8B  
    • 效率满足（>95%） GATP  
    • 信噪比满足（<30db） @0UwI%.  
    • 杂散光满足（<5%） RM^?&PM85  
    lYZ@a4TA  
    11.总结 + <!)k?  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 `! ,\kc1  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 +A'q#~yILa  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 3\p]esse  
    • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。 n$hqNsM  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 -Ty<9(~S  
     
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