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设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽
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infotek
2020-11-10 10:42
设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽
1.简介
V9 pKbX
ACg5"
这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。
crJyk #_
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。
6 ]@H .8+
~CQYF,[Th
2.模拟任务
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K"cN`Kj<*-
J`ia6fy.I
DOE:
=NH p%|
相位型衍射
( _ZOUMe
光束整形器
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直径:2mmx2mm
gE/O29Y
形状:圆形
-vXX u;frt
相位级次:16
bP`.teO\
/\-qz$
oEE*H2l\
3.建模任务:入射光场
"28b&pm
;a/Gs^W
/5@V $c8
高斯准直激光光束的光束参数
"lo:"y(u
+2kJuoj:
• 波长:632.8nm
o;XzJ#P
• 激光光束直径(1/e2):1mm
r/E;tm[\
lPh>8:qFM
b!Q|0X.?
).TQYrs
4.建模任务:期望输出光场
\N\Jny
[s-Km/
.17WF\1HC.
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
.kSx>3
ZM/*cA!"
• FWHM-直径:0.5mm
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• 边缘宽度:50um
s[|sfqB1`
• 效率:>95%
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• 信噪比(SNR):>30dB
!M&L<0b:7e
• 杂散光:<5%
6,sZo!G
W'2|hP
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5.设计方案
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• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
9x/HQ(1
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
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>-YPCW
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@Iz vObK
6. 衍射光束整形器会话编辑器
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G\S\Qe{P~
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
% (R10G
• 用户必须输入所需的信息
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- 入射场
jk2h"):B>
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
. KJEA#
- 系统参数
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- 制造条件
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nS0K&MH6B
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7pDov@K<{
7.设计过程
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cQ~}qE>I
+!IIt {u
%"~\Pu*>
mw9;LNi\D
设计和优化过程由两步完成:
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1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
TQDb\d8,f
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
E]` )
%-!ruc"}
8.系统模拟
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• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
&o$E1;og
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
XQ&iV7
• 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。
W!pLk/|ls
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
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9. 初始几何光学设计的结果
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}18}VjC!
感兴趣的优化函数
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• 效率满足(>95%)
ZzPlIl}\
• 信噪比不满足(<30db)
rD)yEuYX
• 杂散光不满足(>5%
$lmbeW[0
6r/NdI
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+L1%mVq]y
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10. 后续IFTA优化后的结果
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O1IR+"0
{s!DRc]ln
bFk >IifN
sh(G{Yz@
|>a sGP
感兴趣的优化函数
.C(Ir
• 效率满足(>95%)
laN:H mR8
• 信噪比满足(<30db)
u5^fiw]C
• 杂散光满足(<5%)
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ko\VDyt,
11.总结
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• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
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• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
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• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
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• 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。
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• 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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WCT}OiLsL
QQ:2987619807
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