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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。 5~yQ>h  
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。 'A1E^rl]=  
|rFJ*.nD  
2.模拟任务 0#]!#1utg  
Q'C 4pn@  
!p"Kd ~  
DOE: ZmP1C`>  
相位型衍射 v C-[#]<  
光束整形器 Crg#6k1~EN  
直径:2mmx2mm  %|bN@@  
形状:圆形 `|JI\&z  
相位级次:16
#'KY`&Tw&  
8(uw0~GO  
P;>!wU~*  
3.建模任务:入射光场 /rOnm=P+Q  
C?(y2p`d\  
i _8zjj7  
高斯准直激光光束的光束参数 "d:.*2Z2  
rr>IKyI'  
• 波长:632.8nm NC;T( @  
• 激光光束直径(1/e2):1mm du8!3I  
W=F3XYS  
> `0| X  
4t*<+H%  
4.建模任务:期望输出光场 p>!1S  
R'r|E_  
WEps.]s  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): dZ-Ny_@&  
t3 K>\ :  
• FWHM-直径:0.5mm "wF*O"WQo  
• 边缘宽度:50um *:(1K%g  
• 效率:>95% {.cB>L  
• 信噪比(SNR):>30dB M Ey1~h/  
• 杂散光:<5% Fz{o-4  
s^obJl3  
Hc>([?P%t  
+$'e4EwqV  
5.设计方案 ^sJ1 ^LT  
E8+8{ #f;  
fO0- N>W'P  
• 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)。 TjT](?'o  
• 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)。 #T Z!#,q  
ST#PMb'izn  
HH+TjX/b  
ws#hhW3qK  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 h)"'YzCt  
/95FDk>  
So0`c,D  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 twAw01".  
• 用户必须输入所需的信息 4 3}qaf[  
- 入射场 bn5"dxV  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) >>/nuWdpO  
- 系统参数 %L.lkRs  
- 制造条件 H 3W_}f  
$hC~af6  
;<86P3S  
]eY Qio!  
7.设计过程 *sIi$1vHu  
R/yPZO-U  
w;@`Yi.WQ  
^XtHF|%0T  
\ro~-n+o  
cKaL K#~  
4X<Oux*  
设计和优化过程由两步完成: }Ox2olUX  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 /^nP_ID  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 Vjv6\;tt8  
#1gTpb+t  
8.系统模拟 1t!&xvhG  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 =iA"; x  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 0]f?Dx/8  
• 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。 Rt*-#`I $  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 TiwHLb9  
cuJ / Vc  
={e#lC  
":5~L9&G  
9. 初始几何光学设计的结果 / n C$?w  
oY| (M_;  
F>hVrUD8  
vq@#Be?@  
h9@gs,'   
感兴趣的优化函数 -K{\S2  
• 效率满足(>95%) P2<gHJ9t  
• 信噪比不满足(<30db) LWp?U!N  
• 杂散光不满足(>5% KyVe0>{_u  
aC $h_  
wpPxEp/  
n=<q3}1Jej  
fh/)di  
10. 后续IFTA优化后的结果 6"#Tvj~-8  
       5k!(#@a_T  
SV$ASs  
dW] Ej"W  
9 u6 g  
k;9#4^4(  
感兴趣的优化函数 (]GY.(F{  
• 效率满足(>95%) av$\@4I  
• 信噪比满足(<30db)  Wl}G[>P  
• 杂散光满足(<5%) dvH67 x  
-F~9f>  
11.总结 K1qY10F:_  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 (rCPr,@0  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 U7f#Z  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 #&HarBxx  
• 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。 `s]zk {x  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 M zA  
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