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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 Ro$l/lXl8t  
Bd31> %6  
这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 bX=A77  
展示了可能的期望需求,设计,优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 at/besW  
rB< UOe  
2.模拟任务 Go= MG:`  
qI5_@[S*  
!QSL8v@c  
DOE: =M*31>"I0  
相位型衍射 FI Io{ru  
光束整形器 1<Qb"FN!2  
直径:2mmx2mm rMdOE&5G  
形状:圆形 d+\o>x|Y!Y  
相位级次:16
[yW0U:m  
VNp[J'a>VZ  
!c[?$#W4  
3.建模任务:入射光场 Nw/4z$].J  
oDrfzm|[Y  
l> W?XH  
高斯准直激光光束的光束参数 zr-HL:js  
p>Qzz`@e  
• 波长:632.8nm T9}G:6  
• 激光光束直径(1/e2):1mm sV%<U-X  
p?>(y  
g\,pZ]0i  
&&nvv&a  
4.建模任务:期望输出光场 ~*79rDs{  
pW2NrBq@w  
kD8$ir'UYG  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): RplLU7  
h-].?X,]Q  
• FWHM-直径:0.5mm ;xS@-</:  
• 边缘宽度:50um &z+nNkr?yN  
• 效率:>95% $^?Mip  
• 信噪比(SNR):>30dB 64fa0j~<*M  
• 杂散光:<5% 7;2j^qPr  
b8r?Dd"T8  
^<}9#q/rt  
|A0BYzlVc  
5.设计方案 nQy.?*X  
nm`[\3R  
?\"GT]5D  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 J<'[P$D  
• 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)。 Ub2t7MU  
>-*rtiE  
1hp`.!3]H  
`*g(_EZsS  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 @tGju\E"o  
U*!q@g_  
 sC1Mwx  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 L-? ?%_=  
• 用户必须输入所需的信息 -d1 YG[1|  
- 入射场 kVz9}Xp"  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP)  :tBIo7  
- 系统参数 Q3[MzIk 4  
- 制造条件 ZP~Mgz{f  
>'ev_eAk  
8eq*q   
1 j"G~TM  
7.设计过程 <:/Lap#D^  
C~-x637/  
1yC_/Va1  
;-sZaU;  
Heh.CD)Q  
=z^ 2KH  
#{K}o}  
设计和优化过程由两步完成: ,.DTJ7H+  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Oy EOb>  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 \kWL:uU  
7+ +Fak  
8.系统模拟 C# zYZ JZ  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 2^ uP[  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 @n2Dt d  
• 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。 |?v(?  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 _E'F   
-[/tS<U  
C0C2]xx{  
yX 9 .yq  
9. 初始几何光学设计的结果 I\e/ Bv^  
^Gi9&fS,  
bUvVt3cm  
J([Y4Em5  
,5V w^@F  
感兴趣的优化函数 *.%z  
• 效率满足(>95%) b'q ru~i  
• 信噪比不满足(<30db) 4g4[n7  
• 杂散光不满足(>5% `]~1pc  
H=lzW_(  
P* X^)R  
_E %!5u  
M>qqe!c*  
10. 后续IFTA优化后的结果 6-E>-9]'E  
       .A6D&-&z  
RN^<bt{_U  
M.FY4~  
ej91)3AO  
(aC~0 #4  
感兴趣的优化函数 B]2m(0Y>>v  
• 效率满足(>95%) |$|B0mj  
• 信噪比满足(<30db) lXpbAW  
• 杂散光满足(<5%) *kY JwO^  
YCl&}/.pA  
11.总结 1X5MknA  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 r 4 $<,~  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 IA%|OVAfF  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 NF "|*S  
• 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。 Qm_IU!b  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 X9 N4  
^>Vl@cW0uz  
^[x6p}$  
QQ:2987619807 *@I/TX'\rY  
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