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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。 wAFW*rO5o  
    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。 ,PECYwegkt  
    Gr: 3{o`  
    2.模拟任务 %WGuy@tL  
    Cqx v"NN  
    DOE: c2*`2qK#  
    相位型衍射 ,%W<O.  
    光束整形器 UXH"si:  
    直径:2mmx2mm _U0$=V  
    形状:圆形 \:v$ZEDJ>  
    相位级次:16 a}gk T]  
    2r&R"B1`(  
     ^$-Ye]<  
    3.建模任务:入射光场 Y]N,.pv=  
    ?WpenUWk  
    高斯准直激光光束的光束参数 ]|U-y6 45  
    .A6lj).:  
    波长:632.8nm 9o0!m Cq  
    • 激光光束直径(1/e2):1mm KrcgIB8X  
    ?2#(jZ# 2  
    y'} O)lO1  
    o>?*X(+le  
    4.建模任务:期望输出光场 S~NM\[S  
    'O?~p55T  
    期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): eV7 u*d?  
    BqH]-'1G  
    • FWHM-直径:0.5mm `t (D!  
    • 边缘宽度:50um ` ;)ZGY\  
    • 效率:>95% '91".c,3?  
    • 信噪比(SNR):>30dB A8DFm{})c  
    • 杂散光:<5% L]d-33.c!H  
    oVOm_N  
    &dR=?bz-A  
    r$(~j^<s  
    5.设计方案 :I1_X  
    p fT60W[m  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 H'=(`  
    • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 wy,p&g)>  
    p$E8Bn%[  
    lfN~A"X  
    v [njdP  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 ][;G=oCT  
    d s:->+o  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 f)Xr!7  
    • 用户必须输入所需的信息 ]N{0:Va@D  
    - 入射场 > \Sr{p5KR  
    - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ve6w<3D@  
    - 系统参数 hk>;pU(  
    - 制造条件 TsQU6NNE  
     n_nl{  
    i38[hQR9a  
    sEc;!L  
    7.设计过程 Vz=auM1xZ  
    h 8e757z  
     #^#HuDH  
    8, "yNq  
    ANi)q$:{  
    O) atNE   
    设计和优化过程由两步完成: SHVWwoieT  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Jc6R{C  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 xdvh-%A4  
    tw=oH9c80  
    8.系统模拟 PU<PhuMd  
    • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 2";SJF'5\  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 @`36ku  
    • 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。 "Z=5gj  
    • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 kgdT7  
    6uPcXd:8ZR  
    eYX5(`c[  
    *f%>YxF  
    9. 初始几何光学设计的结果 x#.C4O09  
    !p/%lU65  
    nC1zzFFJ  
    PQN@JaD  
    感兴趣的优化函数 t"072a  
    • 效率满足(>95%) 4QOEw-~w&s  
    • 信噪比不满足(<30db) !k3e\v|  
    • 杂散光不满足(>5% VZ& A%UFC  
    7JJ/D4uT  
    &fa5laJb  
    J (4"S o_  
    10. 后续IFTA优化后的结果 'B5^P  
           j^tW Iz  
    C)'q QvA  
    YKmsQ(q`N  
    9^FziM  
    BVsD( @lX  
    感兴趣的优化函数 l5xCz=dw  
    • 效率满足(>95%) $$APgj"|<  
    • 信噪比满足(<30db) tVrY3)c  
    • 杂散光满足(<5%) 7\]E~/g  
    DGW+>\G  
    11.总结 ,GWNL m\5  
    • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 "tFxhKf  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 W&(k!6<x  
    • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ML;*e"$  
    • 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。 =@,Q Dm]L  
    • 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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