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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 T#h`BtET[ q
\0>SG 这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 n {^D_S 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。 -LQ%)'J ZN {OB\~$TH 2.模拟任务 +}*]9nG 4xg%OH MbjH\XRB DOE: oSTGs@EK 相位型衍射 D(L%fK` + 光束整形器 .K:>`~<) 直径:2mmx2mm n?:s/6tP 形状:圆形 wVw3YIN# 相位级次:16 *Q5/d9B8TN 7FfzMs[\e
|8V+(Vzl 3.建模任务:入射光场 G9^!=
v@ b+3{ bE 8+
Hho@= 高斯准直激光光束的光束参数 *`mwm:4 g6r3V.X' • 波长:632.8nm +=;F vb • 激光光束直径(1/e2):1mm oGXT,38* C\
9eR
H?^Poe(=( CCQ<.iCU 4.建模任务:期望输出光场 }6ec2I%`o FRX'"gIR0 M0n@?S 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): vvdC.4O r1$
O<3\ • FWHM-直径:0.5mm ;R|5sCb/m • 边缘宽度:50um lHr?sMt • 效率:>95% c00a;=ji • 信噪比(SNR):>30dB 0FHN • 杂散光:<5% o{nBtxZ" lYD-U8
#L[Atx YzsHec 5.设计方案 mI9~\k&9 l}K{=%U>7 s#64NG • 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)。 I}$Y[Jve • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 %A:<rO85o Lk=f^qJ
]
(4x`/ oTT/;~ I 6. 衍射光束整形器会话编辑器 ]KLjQpd [y64%|m gQ/-.1Pz$ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 9xN4\y6F • 用户必须输入所需的信息 0ir] - 入射场 ~ex1,J*}t - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 7WKb|
/#; - 系统参数 0x[v)k9"0 - 制造条件 ST] h NM D3|y|Dr
sHmzwvpLA YN.rj-;^+ 7.设计过程 [f&ja[m q pma'C\b>
&0+;E-_ 0a ZplE,
+t,JCY6 t1wNOoRa $wub)^ 设计和优化过程由两步完成: fu"#C}{ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 QI.{M$,m~ 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ][I}yOD70 x9p,j 8.系统模拟 CcG{+-=H) • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Xg_M{t • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 M._9/
*C U • 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。 +pkX$yz • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 4&Y{kNF wG ua"@IE
ncuqo'r DW\';" 9. 初始几何光学设计的结果 Y1h8O%? s9>-Q"(y
j(AN]g: h;u8{t" 2g$PEwXe 感兴趣的优化函数 F\^9=}b_i • 效率满足(>95%) XJ^dX]4 • 信噪比不满足(<30db) /5b,& • 杂散光不满足(>5% fzT|{vG8 wrSw> sE"
'avzESe~' iO4Yfj#? U%.OH?;f 10. 后续IFTA优化后的结果 Bvk 8b |08b=aR6ro
0hVw=KDO9: F=?0:2P0bD
P-[6'mw` e%Rg,dX 感兴趣的优化函数 nd_+g2x' • 效率满足(>95%) HC_+7 O3A • 信噪比满足(<30db) !VBl/ aU@ • 杂散光满足(<5%) 7:awUoV8f O10,h(O 11.总结 D"UCe7 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 2#%@j6 • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 I.As{0cc • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 %Bn"/0, • 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。 "ld4v+o8l • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 0&XdCoIe 6b`3AAGU" ]06orBV QQ:2987619807 b9`vYnLk
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