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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 6<sB Qf7]t-Kp 这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 k[y{&f, 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。 @Mt6O_V ;oWh Tj` 2.模拟任务 )|uPCZdLZ dUOjPq97 S)@R4{=e"V DOE: bN<c5 相位型衍射 |@Q(~[It 光束整形器 cJj0`@0f 直径:2mmx2mm i+Ob1B@w 形状:圆形 ZRD* ^9) 相位级次:16 PIB|&I|p m5{Y
3=T<c?[ 3.建模任务:入射光场 $axaI$bE
Rj+}L ~" "g>uNtt~ 高斯准直激光光束的光束参数 :v1'(A1t 8T$:^HW • 波长:632.8nm |>jlY| • 激光光束直径(1/e2):1mm V\!FD5% <)?H98S
?n\~&n'C .Z'CqBr[: 4.建模任务:期望输出光场 tvf"w`H &"Ua"H) Drk9F"J 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): ZJ=-cE2n qECc[)B • FWHM-直径:0.5mm cS4e}\q, • 边缘宽度:50um f ,K1 a9. • 效率:>95% R4E0avt • 信噪比(SNR):>30dB j05ahquI • 杂散光:<5% vb{&T< $J=9$.4"
3`SLMPI A9p$5jt7 5.设计方案 f*2V i3rvDch
5(2g*I • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 [-s0'z • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 e`<=&w >pG]#Z g
wf6ZzG: :*1|ERGoay 6. 衍射光束整形器会话编辑器 !COaPrg @ DU]XKv X7NRQ3P@ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 }1N)3~ • 用户必须输入所需的信息 h"#^0$f - 入射场 }\*dD2qNL} - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) H]}Iw5Z - 系统参数 o=w&&B - 制造条件
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:pDw gd ~Jp\'P7* 7.设计过程 v|t^th, v;?t=}NwF
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|p OHp 121 设计和优化过程由两步完成: 8l+\Qyj 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 @6h=O`X> 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 lJ R",_ qJ5Y}/r 8.系统模拟 vRRi"bo • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ]Ol@^$8} • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 9t7_7{Q+; • 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。 KB*[b • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 1wE~dpnx !Lk|eGd*
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'qbCSM 9. 初始几何光学设计的结果 l'B`f) q:J,xC_sF(
s-o0N{b?#' -]W AB9 n8iejdA' 感兴趣的优化函数 i,<TaW*I • 效率满足(>95%) 2[qO;js • 信噪比不满足(<30db) nCGLuZn • 杂散光不满足(>5% %CD}A%~ uDQ
d48>
H5^'J`0\ $MB56]W8 Tx`;y| 10. 后续IFTA优化后的结果 /NMd GKr 0)yvyQ5
S=eY`,'#R %89f<F\V
I$9t^82j yZUB8erb. 感兴趣的优化函数 $-jj%x\} • 效率满足(>95%) ]\sBl • 信噪比满足(<30db) Ia0.I " , • 杂散光满足(<5%) GT|=Apnwr% 6@ToPbj4 11.总结 6b6}HO • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 7W5FHZd' • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 6_^u}me • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 a}hpcr({? • 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。 \_De(
p • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 aOyAP-m, @Zjy"u J0C,KU( QQ:2987619807 O}Fp\"
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