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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 1b;Aru~l Rr4r[g# 这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 2[9hl@=% 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。 C?bPdJ,6 B HoZ}1_ 2.模拟任务 P)^K&7X @6
gA4h >Bskw2 DOE:
=^q:h< 相位型衍射 &]pW## 光束整形器 # u^F B 直径:2mmx2mm ;TMH.E,h: 形状:圆形 %nF6n:| : 相位级次:16 O jE wJ$$ .4_EaQ;jX
k2<VUeW5 3.建模任务:入射光场 =o{zw+|% % vay_QxB5 @w,-T@nAW 高斯准直激光光束的光束参数 9j:?s;B (
y2%G=.j • 波长:632.8nm L;fhJ~r • 激光光束直径(1/e2):1mm 6;I&{9 + To{Tm-
1reJ7b0 {G%`K,T 4.建模任务:期望输出光场 t \DS}3pv bH3-#mw5w s#)fnNQ, 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): lmj73OB3 Rw^4S@~T • FWHM-直径:0.5mm #kA/,qyM • 边缘宽度:50um E:&=A 4% • 效率:>95% ]*%0CDY6`N • 信噪比(SNR):>30dB iZgv
VH • 杂散光:<5% )(PA:j -zN*2T
a&.8*|w3 ,D+pGxbr
5.设计方案 ;[ pyKh UXDd8OJL 'r(}7>~fC • 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)。 xo6-Y=c8 • 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)。 S,n*1&ogj 2e/ JFhA
Jq<&`6hn ,kpkXK 6. 衍射光束整形器会话编辑器 TW{.qed8^ nP0|nPWz# < :<E~anH • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 &}OaiTzEmc • 用户必须输入所需的信息 (05/}PhB` - 入射场 ] 8+! - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) A=I]1r - 系统参数 52C>f6w - 制造条件 .,o=# r_@;eh
i"0^Gr )ra_`Qdcf 7.设计过程 rs]%`"&= \WQ\q
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U$62KA 设计和优化过程由两步完成: jdK~]eld= 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 =;l.<{<VH 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 l"W9uS;\T plh.-" 8.系统模拟 r.lH@}i%n • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 <ZSH1~<{6 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Ckj2$c~ • 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。 *Cz>r}W • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 re2M!m6k5 2RFYnDN
@mSdksB/L p^3]Q 9. 初始几何光学设计的结果 [ %cW ?@ 6y)TXp
Pv17wUB -y5^xR +0{m(%i 感兴趣的优化函数 e=<knKc
Q • 效率满足(>95%) TD'Rv Tpl • 信噪比不满足(<30db) Q>8F&p?R • 杂散光不满足(>5% f=+|e"i#p (#k>cA(}
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0w>V![ NoTEbFrV 10. 后续IFTA优化后的结果 wN>k&J DzydS=`w
{F6>XuS=u 0x7F~%%2
=iW!Mq ##+|zka!U 感兴趣的优化函数 Ls< ";QJc • 效率满足(>95%) QkS~~|0EI> • 信噪比满足(<30db) *1"xvle • 杂散光满足(<5%) ajC'C!"^Ty 9>yLSM,!rS 11.总结 -^LUa]"E • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 /j/,@,lw7z • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Veo*-sl • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ZUePHI-dP • 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。 )hs"P%Zg • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 ZKy)F-yX FJXYKpY[r t5t,(^ ;f QQ:2987619807 RfH.WXi
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