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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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    离线infotek
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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。 }r04*P(  
    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。 li3X}  
    41R~.?  
    2．模拟任务 ,,FhE  
    8?~>FLWTXZ  
    1sUgjyGQ  
    DOE： V^(W)\  
    相位型衍射 qPu?rU{2  
    光束整形器 + fvVora  
    直径：2mmx2mm h<IAH Cz;(  
    形状：圆形 uToi4]w"y  
    相位级次：16     >>=zkPy  
    VU\G49  
    ddYb=L+_b  
    3.建模任务：入射光场 1% @i4  
    ^g'uR@uU  
    J?p|Vy|9  
    高斯准直激光光束的光束参数 }lk9|U#6*`  
    UXa%$gwFw  
    • 波长：632.8nm i [/1AI  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm n~,6!S  
    y]Q/(O  
    Kd}%%L  
     M7DoAS{6e  
    4.建模任务：期望输出光场 b#(QZ  
     LWo)x  
    D<Z\6)|%I  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: p3%cb?G%w  
     X56.Y.  
    • FWHM-直径：0.5mm 'fb&3  
    • 边缘宽度：50um $9@Z\0   
    • 效率：>95% p,4S?c r>a  
    • 信噪比（SNR）：>30dB 0s4]eEXH  
    • 杂散光：<5% +5ql`C  
    <95*z @  
     ZA4sEVHW  
    GyE5jh2  
    5.设计方案 ~@^pX*%i  
    Ud-c+, xX  
    Swv =gu  
    • 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）。 m,J9:S<5;  
    • 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-2#-{<  
    gZ (\/m8Z  
    u_=>r_J[b  
     `)jAdad-s  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 ZYl*-i&~?  
     o`jVd,aj  
    (.M &nN'Ce  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 bmC{d  
    • 用户必须输入所需的信息 pr"q-S>E  
    - 入射场 Oi!uJofW  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） `?"[u" *  
    - 系统参数 -A8CW9|mk  
    - 制造条件 n\scOM)3  
    k1^&;}/f:  
     9&4z4@on  
    $8_b[~%2  
    7.设计过程 } AHR7mu=  
    q-0( Wx9|  
    ~EhM"go  
    2K(zYv54  
    tjy@sO/Q  
    6[% 4 Q[  
    r/ LgmVRn  
    设计和优化过程由两步完成： ;x=0+0JD  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 = :\o/)+  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 XuW>GT/  
     {Ve_u  
    8.系统模拟 X04JQLhy"  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 h1N{;SWQ  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 &q[`lIV,L  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 p?sC</R  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 Pu|3_3^  
    G C3G=DTt  
     &p^8zEs  
    TqXB2`7Ri  
    9. 初始几何光学设计的结果 Oc?]L&ap  
    +,Z Q( ZW  
    >BlF< d`X  
    ^{fA:N=  
    |lf,3/*jDB  
    感兴趣的优化函数 u"1Zv!  
    • 效率满足（>95%） 64-;| k4F  
    • 信噪比不满足（<30db） +dSO?Y]  
    • 杂散光不满足（>5% 4] I7t  
     %:] ive]e  
    ZC:7N{a  
    +(| ,Ke  
    uY|-: =  
    10. 后续IFTA优化后的结果 r5\|%5=J  
           3At%TA:  
    wtnC^d$  
    sM'%apM#  
     &,~Oi(SX5  
    ).1 F0T  
    感兴趣的优化函数 S6Fn(%T+9  
    • 效率满足（>95%） pbePxOG  
    • 信噪比满足（<30db） 2i_k$-  
    • 杂散光满足（<5%） S U$U  
    %oE3q>S$en  
    11.总结 -mK;f$X  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 CQm(N  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 jpek=4E  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 K.K=\ Y2  
    • 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。 [kyIF\0  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 vCS D1~V_  
     
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