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infotek 2023-03-23 08:23

设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽

这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 3NK ^AaTK  
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。 wVK*P -C  
,\PVC@xJ  
2.模拟任务 'md0]R|  
{OMg d3%14  
$\Lyi#<  
DOE: OJ>.-"  
相位型衍射 g9h(sLSF  
光束整形器 yWIm&Q:  
直径:2mmx2mm EmVuwphv  
形状:圆形 ak:v3cQR  
相位级次:16
WPuz]Ty  
P @% .`8  
8|1^|B(l  
3.建模任务:入射光场 _uxPx21g}  
m7]hJ,0  
@ CsV]97`  
高斯准直激光光束的光束参数 &M&{yc*%  
VkmRh,T  
• 波长:632.8nm g;p)n  
• 激光光束直径(1/e2):1mm |lQ;ALH!  
'w/qcD-  
[ .yJV`  
%B2XznZ:  
4.建模任务:期望输出光场 X!,@ j\L  
JyBp-ii  
TvhJVVQ+?  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): !R{R??  
.#6MQJ]OH  
• FWHM-直径:0.5mm [W,|kDK  
• 边缘宽度:50um o3Ot.9L  
• 效率:>95% 0NE{8O0;Fr  
• 信噪比(SNR):>30dB hXL|22>w<  
• 杂散光:<5% vn').\,P2O  
$Rtgr{ {;"  
`H%G3M0a  
7v~j=Z>  
5.设计方案 ZXiRw)rM  
3x*z\VJ  
L_O$>c  
• 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)。 W.}].7}h  
• 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)。 {eZ{]  
_]>JB0IY  
C*~aSl7  
f4t.f*#  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 .-I|DVHe  
/MTf0^9  
Pe7e ?79  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 dDcZ!rRaL@  
• 用户必须输入所需的信息 &_-](w`  
- 入射场 ?bX  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) Q\_{d0 0  
- 系统参数 $xW **&  
- 制造条件 >l1 r,/\\  
**;p (CI  
.(Y6$[#@  
UPh=+s #Q  
7.设计过程 dSK 0h(8  
`iixq9xi  
p]|LV)R n  
Epjff@ 7A  
|m>}%{  
D!3{gV#  
[/9(NUf  
设计和优化过程由两步完成: f=:.BR{  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 <e"J4gZf&  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 MWwJzVL8  
:{}_|]>K  
8.系统模拟 bH9Le  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 T_hV%   
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Ob@Hng% v  
• 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。 G2Qjoe`Uc  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 F+aQ $pQ  
wyQb5n2`;~  
mUXk9X%n  
9C}qVoNu  
9. 初始几何光学设计的结果 )2j:z#'>  
 W'/>et  
aC\4}i<  
&9B_/m3  
A" !n1P  
感兴趣的优化函数 Z7#7N wy4  
• 效率满足(>95%) *g7DPN$aQ  
• 信噪比不满足(<30db) rG6\ ynBX%  
• 杂散光不满足(>5% EZj1jpL  
c~Kc7}I  
0D3OE.$0  
G}Z4g  
_w u*M  
10. 后续IFTA优化后的结果 tbG8MXX  
       _Z#eS/,O@  
esq<xuZM4  
O% $O(l  
L#j/0IHD  
g9V.13k  
感兴趣的优化函数 Q1V2pP+=@  
• 效率满足(>95%) /tC9G@Hl  
• 信噪比满足(<30db) *\q8BZ  
• 杂散光满足(<5%) gGbI3^ r#  
r*d Q5 _  
11.总结 Uf2:gLrF  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 y^s1t2]%  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 P;GprJ`l  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 V5s& hZZYa  
• 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。 'p)QyL`d  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 &o.iUk  
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