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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。 5U jQLB  
    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。 ;alFK*K6  
    >2 qP  
    2.模拟任务 sK?-@  
    BD-=y  
    DOE: %Ab_PAw  
    相位型衍射 >NA7,Z2.  
    光束整形器 eBIR *TZ):  
    直径:2mmx2mm oLMi vy4  
    形状:圆形 ,P@-DDJ  
    相位级次:16 n;`L5  
    k& s7 -yY  
    !y~b;>887  
    3.建模任务:入射光场 F5MPy[  
    ]Hy PJ  
    高斯准直激光光束的光束参数 E57{*C  
    H;|:r[d!  
    波长:632.8nm /$,=>  
    • 激光光束直径(1/e2):1mm 2] G$6H  
    "@w%TcA  
    i%4k5[f.:  
    H<}eoU.  
    4.建模任务:期望输出光场 =>\-ma+  
    S{T d/1}  
    期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): >wO$Vu `t  
    h)^A3;2F  
    • FWHM-直径:0.5mm hyfnIb@~}  
    • 边缘宽度:50um .<^Y E%  
    • 效率:>95% S!W/K!wf  
    • 信噪比(SNR):>30dB {b0&qV   
    • 杂散光:<5% 7O{O')o!  
    zf>^2t*\  
    6n\z53Mk  
    M.N~fSJ   
    5.设计方案 0uO=wOIhH  
    CN~NyJL H  
    • 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)。 )NmlV99q  
    • 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)。 / &D$kxz  
    hdJwNmEA>  
    bH&)rn  
    Ij}F<ZgZG  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 xTFrrmxOf  
    D>b5Uwt  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 )(Mr f{  
    • 用户必须输入所需的信息 uoY`qF.`  
    - 入射场 w1@b5-  
    - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) S50x0$%<W  
    - 系统参数 Wo9psv7.  
    - 制造条件 x36#x  
    !_-sTZ  
    I,4-  
    -jtC>_/  
    7.设计过程 + i@yZfT  
    ?t0zsq  
    ~@uY?jr  
    !H|82:`t+  
    H]$=*(aje  
    AOlt,MNpQ  
    设计和优化过程由两步完成: ]ZKt1@4AY  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 =PFR{=F  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 c\)&yGE  
    p=_XMh`;  
    8.系统模拟 ezr\T  
    • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 mDF"&.(j  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 mk%"G=w  
    • 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。 ocl47)  
    • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 ke9QT#~p!-  
    Z#F,y)YiO  
    8S1P&+iKs  
    qH h'l;.  
    9. 初始几何光学设计的结果 ..]*Ao2  
    ? %+VG  
    ~S^X"8(U  
    d]7|v r]  
    感兴趣的优化函数 k)5_1y  
    • 效率满足(>95%) 9jMC |oE  
    • 信噪比不满足(<30db) G=C5T(  
    • 杂散光不满足(>5% RF4$  
    2&gd"Ak(  
    P('t6MVl T  
    ^5;vx  
    10. 后续IFTA优化后的结果 p<HTJ0  
           ," C[Qg(  
    7bonOt Y  
    ^$=tcoQG  
    WXLe,7y  
    0\cnc^Z  
    感兴趣的优化函数 5>ADw3z'  
    • 效率满足(>95%) Z#4JA/c!  
    • 信噪比满足(<30db) 8 _4l"v p  
    • 杂散光满足(<5%) <o&o=Y8  
    `!nJS|  
    11.总结 s-C!uq  
    • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 vXy uEEe  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 A,m4WO_q3  
    • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 }iua] 4 |  
    • 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。 )@Zc?Da  
    • 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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