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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: 2024-10-31
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 C+5nft6:  
    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。 k7*q.20  
    2X_ef  
    2．模拟任务  \Z':hw  
    X[<9+Q-&  
    x#D=?/~/Kv  
    DOE： "RLb wm~  
    相位型衍射 L%FL{G  
    光束整形器 s?Kn,6Y  
    直径：2mmx2mm P>|2~YxjU  
    形状：圆形 9&cZIP   
    相位级次：16     \BL9}5y  
    <=Qk^Y2k  
    <X?F :?Mk  
    3.建模任务：入射光场 5oS\uX|  
    eAMT72_  
    ,"o \_{<z  
    高斯准直激光光束的光束参数 il~,y8WTU{  
    KXJHb{?  
    • 波长：632.8nm kN)ev?pQ[  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm (&(f`c@I  
    JFZ p^{  
    PBmt.yF  
     mX89^  
    4.建模任务：期望输出光场 }wV rmDh \  
    ry'(m M  
    :&m(WZ \  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: =>G A_  
    y.zQ `  
    • FWHM-直径：0.5mm scdT/|(U$  
    • 边缘宽度：50um r`2& o  
    • 效率：>95% duI8^&|  
    • 信噪比（SNR）：>30dB . fIodk  
    • 杂散光：<5% |($pXVLH`  
    Q*he%@w  
     k;sUDmrO  
    YdFCYSiS  
    5.设计方案 V;"'!dVX  
    cnR>)9sX  
    -Q; w4@  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 iaB5t<t1r  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 }49?Z3  
    * XJSa  
    E O5Vg  
     QUt!fF@t  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 DcOLK\  
     b}fH$.V@  
    '&9b*u";x(  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 xInWcQ  
    • 用户必须输入所需的信息 ^N]*Zf~N?  
    - 入射场 Oe$C5KA>LW  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） |s:!LU&OL\  
    - 系统参数 "P6MLf1  
    - 制造条件 _#+i;$cO-X  
    sdb#K?l  
     ps2C8;zT  
    n3(HA  
    7.设计过程 2h=RNU|  
    L,i-T:Z~=  
    Fq8Z:;C8  
    {?8rvAj Y  
    vQ;Z 0_  
    M<SZ7^9<  
    344- ~i*  
    设计和优化过程由两步完成： m*1=-" P  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 ,D8 Tca\v  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 ZR1EtvVG  
     aePk^?KbB  
    8.系统模拟 t4h* re+  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 FGC[yz1g:  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 5lT lZRH1  
    • 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。 G]{)yZ'}  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 n}"MF>zDK  
    e. [h  
     zR%#Q_  
    r_QWt1K  
    9. 初始几何光学设计的结果 ^W^%PJ D |  
    #(%6urd  
    J( 0c#}d  
    i]P]o)  
    y&UsSS  
    感兴趣的优化函数 [ACa<U/  
    • 效率满足（>95%） nkxVc  
    • 信噪比不满足（<30db） y@F{pr+dA  
    • 杂散光不满足（>5% ;e+ErN`a.~  
     sPut@4[S  
    _o;alt  
    KyjN'F$  
    '2eggX%  
    10. 后续IFTA优化后的结果 I'JFt>]  
           4v;/"4)'  
    qTG/7tn "  
    Up~#]X  
     =m UtBD.;  
    z&w@67 >j  
    感兴趣的优化函数 gF&1e5`i  
    • 效率满足（>95%） {<V{0 s%  
    • 信噪比满足（<30db） flRok?iF  
    • 杂散光满足（<5%） [S4<bh!  
    HN\9 d  
    11.总结 HZ/e^"cpM  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 kIyif7  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Esd A %`  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 ~OXPn9qPp  
    • 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。 5-*/wKjLz  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 +d<o2n4!  
     
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