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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。 :v_w!+,/ 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。 yu=piP G&jZ\IV 2.模拟任务 V(r`.75 ]Ym=+lgi BO"qD[S DOE: g*F~8+]Y 相位型衍射 ly[lrD0Kn. 光束整形器 $5x]%1R 直径:2mmx2mm >d97l&W 形状:圆形 };^}2Xo+ 相位级次:16 W]zwghxH 4j^bpfb,
lr0M<5d=p 3.建模任务:入射光场 2qlIy TywK\hH %{U"EZ]D! 高斯准直激光光束的光束参数 QhsVIta PGkCOmq • 波长:632.8nm 'aZASPn[ • 激光光束直径(1/e2):1mm lM$t!2pRB 7/
t:YBR
p.5e:
i^LJ e:BDQU 4.建模任务:期望输出光场 a}dw9wU!: a>w~FUm* %7 /,m 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): B>, A(X& ^\T]r<rCY • FWHM-直径:0.5mm B2Z0 • 边缘宽度:50um >;7a1+`3 • 效率:>95% tJAnuhX • 信噪比(SNR):>30dB Bh,Q8%\6 • 杂散光:<5% kf'=%]9#_T (Igu:=
aDh|48}X Y0}4WWV 5.设计方案 `6}Yqh)) D?mDG|Z ,WGc7NN` • 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)。 [83>T , • 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)。 - zQ<ZE HD H
;t!9]1 ki#bPgT 6. 衍射光束整形器会话编辑器 (2tH"I \FXp*FbQ )P%4:P • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 '-.wFB; • 用户必须输入所需的信息 Qh8C,"a - 入射场 S eOy7 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) \?dTH:v/E - 系统参数 `,P
>mp)uU - 制造条件 Wj tft% ,_bp)-O G
|Qr:!MA AOAO8%|I 7.设计过程 *Dc@CmBr tpGCrn2w>
TL@mM TRy^hr8~
]Zk}ZG>6 Sc{Tq\t;% h7*O.Opm= 设计和优化过程由两步完成: "&<~UiI 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 x0ne8NDP 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 hkF^?AJ USFg_sO 8.系统模拟 U=DEV7 E • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ]'UgZsJ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 .
pP7"E4] • 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。 SBL+e]P • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 m9!DOL1pl Ld~ q1*7J
q :8\e ~bGC/I;W> 9. 初始几何光学设计的结果 ?0) @jc= y!5:dvt
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JCsK| cm,4&x6 w5(yCyNp~ 感兴趣的优化函数 }hq^+fC? • 效率满足(>95%) Z'ao[CG • 信噪比不满足(<30db) *IqVY& • 杂散光不满足(>5% ~1ps7[ 7 Kjj?~RA
AAo0M/U' u#3)p LuL$v+` 10. 后续IFTA优化后的结果 QoseS/ y@aKNWy}$
`)2[ST ll2Vk*xs
8W$L:{ez K"^cq~ 感兴趣的优化函数 A_i zSzC1 • 效率满足(>95%) X|Dpt2A= • 信噪比满足(<30db) =]d^3bqN • 杂散光满足(<5%) wHWma)}-z P9s_2KOF 11.总结 )ji@k(x27q • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 B/G3T
u uG • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 om>VQ3 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 r,"7%1I • 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。 6%UY1Q.? • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 zb?kpd}r
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