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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 ,Tjc\;~%  
t[ cHdI  
这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 0.!_k )tu  
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。 Y'H|Tk^`  
opc`n}Fc  
2.模拟任务 h8'`g 0  
 b"iPuN!p  
^zn&"@  
DOE: E+)3n[G  
相位型衍射 MfQ 9d9  
光束整形器 ](-zt9, N;  
直径:2mmx2mm vnc- W3N  
形状:圆形 ^Y,nv,gYn  
相位级次:16
#TS:| =  
Xs}.7  
)B)e cJJ_  
3.建模任务:入射光场 wwUa+6?  
Q #IlUo  
#g=7fu{n:  
高斯准直激光光束的光束参数 VUmf;~  
{9B"'65o  
• 波长:632.8nm $ra q,SP  
• 激光光束直径(1/e2):1mm ~xCv_u^=  
y!eT>4Oyg  
7 x#QkImQ  
[0MNq]gxf  
4.建模任务:期望输出光场 ^pwT8Bp  
/xq^]0xy  
37<^Oly!  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): A1g.ww:  
?&Ug"$v  
• FWHM-直径:0.5mm '-X[T}  
• 边缘宽度:50um lV".-:u_  
• 效率:>95% vj%3v4  
• 信噪比(SNR):>30dB TAB'oLNp  
• 杂散光:<5% ]}4JT  
z_f^L %J0  
O#Ma Z.=  
"o)jB~ :L  
5.设计方案 i+90##4<?  
7D&O5Z=%+  
Y]VLouzl  
• 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)。 g~p43sVV  
• 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)。 iVT)V>Up  
&8\6%C  
&ea6YQ  
n{$! ]^>  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 |W*#N8I P  
(h"-#q8$  
UMUG~P&@  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Q@ua G,6  
• 用户必须输入所需的信息  I9Lt>*  
- 入射场 `l2h65\  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) MFeY}_d<  
- 系统参数 i"#pk"@`  
- 制造条件 !mH !W5&  
w"{mDL}c  
[nA1WFfM  
1 R,SA:L$  
7.设计过程 ?t)Mt]("  
@d|3c7` A  
,n{R,]y\  
|@5G\N-  
m<sCRWa-  
} _=h]|6t  
ra;:  
设计和优化过程由两步完成: ZZ>F ^t  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 $MqEM~^=  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ?{L5=X@$$  
9zl-C*9vj  
8.系统模拟 \ [bJ@f*."  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 k%R(Qga  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ioBYxbY`  
• 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。 ;b}cn!U]  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 .On3ZN  
!Qq~lAJO;  
;#L]7ZY9:-  
Vkf c&+  
9. 初始几何光学设计的结果 &o]fBdn  
O{p7I&  
[>LO'}%  
}Te+Rv7{E  
.P#t"oW}  
感兴趣的优化函数 i0u`J  
• 效率满足(>95%) {A~3/M%74;  
• 信噪比不满足(<30db) *B)10R  
• 杂散光不满足(>5% 8=)9ZjfD  
>}B53.;.k  
T|p%4hH  
L|8&9F\  
1 F&}e&}c  
10. 后续IFTA优化后的结果 W=y9mW|p/  
       (coaGQ@d  
_hgGF9  
\!"3yd  
{11 3B)  
XqGa]/;}  
感兴趣的优化函数 Gzp*Vr  
• 效率满足(>95%) e5D\m g)  
• 信噪比满足(<30db) .e4upT GU  
• 杂散光满足(<5%) hY/qMK5  
w4FYd  
11.总结 vXZ )  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 9rIv-&7'm  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 P'<j<h6  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 _0y]U];ce  
• 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。 --k!KrL  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 *to#ZMR;!  
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WpOH1[ 8v  
QQ:2987619807 \TLfLqA  
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