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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。 c1MALgK~}\  
    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。 2,NQ(c_c$  
    aQinR"o  
    2.模拟任务 7z F29gC  
    GW` 9SB  
    DOE: o1I{^7/  
    相位型衍射 5;dnxhf  
    光束整形器 V/762&2X  
    直径:2mmx2mm --  _,;  
    形状:圆形 X<Vko^vlj  
    相位级次:16 #p=/P{*  
    x\x>_1oP  
    L F Z  
    3.建模任务:入射光场 /pX\)wi  
    Z$HYXm  
    高斯准直激光光束的光束参数 OU0\xx1/  
    1_GUi  
    波长:632.8nm 9{xP~0g  
    • 激光光束直径(1/e2):1mm j<wg>O:s%r  
    Wl::tgU  
    PN0:,.4  
    _j <46^  
    4.建模任务:期望输出光场 kQ{pFFO  
    0P%(4t$pd  
    期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 8n);NZ  
    ^aXyho  
    • FWHM-直径:0.5mm ha3 Qx  
    • 边缘宽度:50um &m+s5  
    • 效率:>95% pS*vwYA  
    • 信噪比(SNR):>30dB vPSH  
    • 杂散光:<5% K.b-8NIUW  
    ~G5)ya-  
     SvDVxK  
    )Q 6R6xW  
    5.设计方案 0gfa7+Y  
    yv4hH4Io  
    • 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)。 EvQN(_  
    • 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(")?4aJ  
    ;se-IDN  
    ']A+wGR&r  
    *vUKh^="  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 6D3fkvc Z  
    ~A [ Ju%R  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 .CrahV1G  
    • 用户必须输入所需的信息 Uhb6{'+  
    - 入射场 N;<<-`i  
    - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) +a nNpy  
    - 系统参数 FeLWQn/aV6  
    - 制造条件 :6N{~[:4  
    *sZOws<  
    Vk@u|6U'  
    ^<[oKi;>  
    7.设计过程 <iJ->$  
    $*L@y m  
    Qighvei  
    cz&Qoyh{;  
    r?[PIf  
    |giK]Z  
    设计和优化过程由两步完成: SDDs}mV  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 {u3^#kF  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 Y -o*d@  
    Aj SIM.  
    8.系统模拟 @&mv4zz&W  
    • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 H@,jNIh~h  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 C&Ow*~  
    • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 yi r#G""7  
    • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 c i_XcG  
    HQ ^> ~  
    nWmc  
    )MmMs"Um  
    9. 初始几何光学设计的结果 mS&[<[x  
    l J;wl|9  
    s|%mGt &L  
    WTSY:kvcCY  
    感兴趣的优化函数 n]6xrsE  
    • 效率满足(>95%) }!lLA4XRr  
    • 信噪比不满足(<30db) tJbOn$]2"  
    • 杂散光不满足(>5% 9I+;waLlB  
    !`)-seTm  
    T_y 'cvh  
    ATk>:^n  
    10. 后续IFTA优化后的结果 =36vsps=  
           2AzF@Pi^z  
    dxUq5`#G,  
    (s,Nq~O  
    Uk6Y6mU V  
    ZQsE07  
    感兴趣的优化函数 ('OPW&fRG  
    • 效率满足(>95%) ?U iwr{Q  
    • 信噪比满足(<30db) ov*zQP  
    • 杂散光满足(<5%) ,BOB &u  
    = 14'R4:  
    11.总结 TM[Z~n(wt  
    • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 +m Mn1&  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 KFCuv15w,3  
    • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 UN_lK<utF  
    • 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。 D0~WK stl  
    • 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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