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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: 2024-11-06
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ayoqitXD?  
    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。 W&8)yog.  
    o<8=@ ^T  
    2.模拟任务 p1(<F_Kta  
    fr([g?F%D  
    DOE: mA>u6Rlc  
    相位型衍射 e`Vb.E)  
    光束整形器 ![4<6/2gy  
    直径:2mmx2mm WEFvJ0]  
    形状:圆形 $oU40HA)W]  
    相位级次:16 eNw9"X}g  
    \dw*yZ^  
    k874tD  
    3.建模任务:入射光场 [`Dv#  
    .l(t\BfE~  
    高斯准直激光光束的光束参数 "OO"Ab{t  
    >@9>bI+Q  
    波长:632.8nm ^+zhzfJ  
    • 激光光束直径(1/e2):1mm p8a \> {  
    1lLL9l{UVw  
    ([a[ fi  
    Pf?y!d K<  
    4.建模任务:期望输出光场 Y]gb`z$?  
    sX$EdIq  
    期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): c>nXnN  
    W_ hckq.  
    • FWHM-直径:0.5mm ({_Dg43O'[  
    • 边缘宽度:50um }D>nXhO&  
    • 效率:>95% 1JXa/f+  
    • 信噪比(SNR):>30dB *iVCHQ~  
    • 杂散光:<5% &E&e5(&$  
    llP 5  
    :;(zA_-  
    dy%#E2f  
    5.设计方案 pk0C x  
    N ?mTAF'M  
    • 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)。 kxp, ZP  
    • 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)。 {Ex*8sU%p%  
    43 h0i-%1  
    6(uK5eD(!n  
    }+1Y>W7q  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 EgT2a  
    Q(\U'|%J  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 SsE8;IGH  
    • 用户必须输入所需的信息 *6trK`tx^  
    - 入射场 lSzLR~=Au  
    - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) [j]3='2}G  
    - 系统参数 \Gk4J<  
    - 制造条件 @GpM 4>:  
    ] %y3*N@AZ  
    Y]SX2kk(2  
    ] _WB^  
    7.设计过程 NlS/PWc6(  
    =E?!!EIq.  
    "5,tEP!  
    L-T3{I,3  
    VdZmrq;?/  
    v0yaFP#kG  
    设计和优化过程由两步完成: Ikn)XZU^  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 V{j>09u  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 Gw5j6  
    9svnB@  
    8.系统模拟 H8g1SMT  
    • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 (\UA+3$4  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 m6 )sX&  
    • 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。 A@kp` -  
    • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 eKq`t.*Ft  
    F(w  
    lbCTc,xT  
    ?x|8"*N  
    9. 初始几何光学设计的结果 f;u<r?>Z  
    .1[[Y}  
    8Q%rBl.  
    _ZnVQ,zY  
    感兴趣的优化函数 $~[k?D  
    • 效率满足(>95%) Tjfg[Z/x  
    • 信噪比不满足(<30db) 8$H_:*A?  
    • 杂散光不满足(>5% FOFZ/q  
    d&dp#)._8  
    %)Pn<! L  
    'ow`ej  
    10. 后续IFTA优化后的结果 5f:Mb|. ?  
           Ez*9*]O*+  
    lAxbF  
    8e`'Ox_5a  
    dsx'l0q 'i  
    |-W7n'n  
    感兴趣的优化函数 c3X'Sv  
    • 效率满足(>95%) <F=U(WWn9  
    • 信噪比满足(<30db)  f:_\S  
    • 杂散光满足(<5%) 5w\>Whbd  
    }E\ b_.  
    11.总结 iG\ ]  
    • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 |]d A`e&y  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 7g}lg8M  
    • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 N6"b Ox J(  
    • 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。 aIrQ=}  
    • 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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