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。 Y;F
R"~^ 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。 gQ=POJ=G 7EP|X. 2.模拟任务 vj&5` }FiN 7# YOV4)P" DOE: KzX
,n_`an 相位型衍射 C!{AnWf 光束整形器 5f'g3' 直径:2mmx2mm T#G<?oF 形状:圆形 ob0 8xGj 相位级次:16 uy _i{Y| 3U"')
Wt9iL 3.建模任务:入射光场 9jR[:[
^]qV8 V.Ba''E7 高斯准直激光光束的光束参数
+lgF/y6 2"+x(Ax • 波长:632.8nm 4^[}]'w • 激光光束直径(1/e2):1mm )@bH" 8| e$
g"]<J& AuDR |;i 4.建模任务:期望输出光场 .D,?u"fk| ]LBvYjMY *$Lz2 ] 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): i=1 }lkq ,t%CK!8 • FWHM-直径:0.5mm G?1x+H;o5 • 边缘宽度:50um |Sr\jUIWn • 效率:>95% te;Ox!B& • 信噪比(SNR):>30dB 7mn,{2 • 杂散光:<5% 6I&j
cHH ;Lsjh#
$35,\ZO> q)?p$\ 5.设计方案 j!S1Y0CV u*26>. 4Hml.|$ • 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)。 (3ZvXpzvF • 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)。 s`#ntset0 a*6wSAA )
&$m=^ jy!f{dsC 6. 衍射光束整形器会话编辑器 NqT1buU# a:yB%:2 z [qdmx^ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 7sud/*+F • 用户必须输入所需的信息 TZh\#dp4l - 入射场 TwM1M["3 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) P?q
G - 系统参数 B:O+*3j - 制造条件 %Lp2jyv. yX7CN5vVl
e{fZ}`=7y 5ys#L&q'Z 7.设计过程 M8^.19q; n2n00%Wu[
X)Dqeb6 #Rin*HL##
k40Ep(M} v#<\:|XAg {A]k%74-a 设计和优化过程由两步完成: M5']sdR(l 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 R=\v3m 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 n> MD\ZS 6sYV7w,'@ 8.系统模拟 8?e • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 v]WH8GI • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 nU}~I)@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。 <ZigCo w • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 ,^.S0;D,Z EkRdpiLB
\|4 Ca't _qY`KP" 9. 初始几何光学设计的结果 tCZpfZ@+= T(Y}V[0+
tgO+*q5B T?H\&2CLT 4dW3'"R"L 感兴趣的优化函数 <9@&oN+T • 效率满足(>95%) m9#}X_&x • 信噪比不满足(<30db) qPsyqn?Y| • 杂散光不满足(>5% shM{Y9~O9& $!a?i@
M$,Jg5Dc (JevHdI*V 'To<T 10. 后续IFTA优化后的结果 |xq}'.C Jf_]Z
xttYn]T BwJNi6,
LPq2+:JpS +jcdf} 感兴趣的优化函数 EtGH\?d~] • 效率满足(>95%) NeY"6!;k • 信噪比满足(<30db) r k@UsHy • 杂散光满足(<5%) 'yE*|Sx
LlU'_}> 11.总结 w]n4KR4 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 M6\7FP6G • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 h>dxBN • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 gC0;2 • 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%>/og\% • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 DK)u)?!
|
|