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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: 11-06
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 %l,p />r  
    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。 ?5'UrqYSW  
    B2 Tp;)  
    2.模拟任务 \W( C=e  
    ~( -B%Az  
    DOE: 3VB{Qj  
    相位型衍射 0#G&8*FMN  
    光束整形器 6Ei>VcN4a  
    直径:2mmx2mm ss236&  
    形状:圆形 '2/48j X5  
    相位级次:16 5=., a5  
    \.9-:\'(  
    <{3VK  
    3.建模任务:入射光场 G7M:LcX  
    #8%Lc3n  
    高斯准直激光光束的光束参数 'S)}mG_  
    xdXt  
    波长:632.8nm ]EE}ax%#aq  
    • 激光光束直径(1/e2):1mm 1 BAnf9  
    PC7U&*x@  
    %=]~5a9  
    {E@Vh  
    4.建模任务:期望输出光场 D5]T.8kX(7  
    DKF`uRvGN:  
    期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): n>+M4Zb  
    [q?{e1  
    • FWHM-直径:0.5mm e#0R9+"Ba  
    • 边缘宽度:50um cIw)ScY  
    • 效率:>95% bfQ+}|;  
    • 信噪比(SNR):>30dB wZ0$ylEX  
    • 杂散光:<5% 2Rc#{A  
    f]qP xRw  
    f-k%P$"X&  
    bf VKf}  
    5.设计方案 NJI-8qTGI  
    GASDkVoij  
    • 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)。 P@`@?kMU  
    • 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)。 :Z- = 1b~  
    P bj&l0C  
    >KNiMW^V  
    A% -*M 'J  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 9G[!"eZ}  
    Ovxs+mQ  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 [o<Rgq 4  
    • 用户必须输入所需的信息 FMc$?mm  
    - 入射场 [i== Tp  
    - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 08n2TL;EsX  
    - 系统参数 <~X4&E]rT_  
    - 制造条件 v,I4ozDx  
    &xo_93  
    p[2`H$A  
    [_Fj2nb*  
    7.设计过程 A(V,qw8  
    6!sC  
    *|{1`{8n  
    e{EKM4  
    HL]8E}e\"  
    "Rr)1x7  
    设计和优化过程由两步完成: @{P<!x <Q  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 "m,)3zND3  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 6hp>w{+  
    i=T!4'Zu  
    8.系统模拟 v7gs $'Q  
    • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 f@yInIzRJ  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 6C k 3tCr  
    • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 K G<. s<  
    • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 3N c#6VI  
    Jx@_OE_vp  
    VJbsM1y M  
    XX&4OV,^%D  
    9. 初始几何光学设计的结果 8! eYax   
    7}#zF]vHNi  
    SG \6qE~  
    M`  V<`  
    感兴趣的优化函数 &~=FX e0S  
    • 效率满足(>95%) @n,V2`"  
    • 信噪比不满足(<30db) @*e5(@R  
    • 杂散光不满足(>5% UOIB}ut V  
    IC"Z.'Ph  
     )OHGg  
    Mc,3j~i  
    10. 后续IFTA优化后的结果 s!<RWy+  
           B/O0 ~y!n  
    or,:5Z  
    j%+>y;).  
    I'`90{I  
    )E|{.K  
    感兴趣的优化函数 2OVN9_D%  
    • 效率满足(>95%) {x{~%)-  
    • 信噪比满足(<30db) :W^\ } UX4  
    • 杂散光满足(<5%) +Tt.5>N  
    %@9c'6  
    11.总结 ?wP/l  
    • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 Gg e X  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 brCXimG&jo  
    • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 N TcojA{V$  
    • 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。 |yl,7m/B-G  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。
     
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