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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。 V4qv7 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。 m.2=,,r<Fq 't<hhjPqY 2.模拟任务 1_0\_| l~c# X3E ZAa:f:[#f DOE: DZ5QC aA 相位型衍射 G*\U'w4w|* 光束整形器 `=JGlN7 直径:2mmx2mm ~fR-cXj" 形状:圆形 6h3TU,$r 相位级次:16 j=5hW.fI q"|#KT^)
vD'YLn%Q 3.建模任务:入射光场 n06Jg+ AxZaV;%* N,~"8YSo 高斯准直激光光束的光束参数 I4\
c+f9 Xw_6SR9C • 波长:632.8nm #8;#)q_[u • 激光光束直径(1/e2):1mm +L\bg|; 0o&B 7N
[&h%T;!Qii 32Jl|@8,g 4.建模任务:期望输出光场 G0&'B6I> I4%25=0? S1D;Xv@ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): h(MS>= L qdzqq • FWHM-直径:0.5mm A
^U`c'$ • 边缘宽度:50um T,SCK^ • 效率:>95% )3A%Un#B • 信噪比(SNR):>30dB UgAG2 • 杂散光:<5% C:$pAE( L$4nbOu\~
qbu5aK}+ IM9P5?kJ
? 5.设计方案 [>wvVv V07? sc< kV:C=MLI • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 tDwj~{a~ • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 #uillSV >S=,ype~G
! tPHT Od@<L 6. 衍射光束整形器会话编辑器 N_qKIc_R
|{JJ2c\W qk=0ovUzg • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Kt/Wd • 用户必须输入所需的信息 Fl;!'1 - 入射场
Jk3V]u - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) Sw^-@w=!U5 - 系统参数 =as\Tp#d - 制造条件 SdOE^_@: Imm|5-qJ
g{%2*{;i ?~#{3b 7.设计过程 Zk#?.z} 1?5UVv_F
6A \Z221E 5*31nMP\
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设计和优化过程由两步完成: xPJ
kadu 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 n`af2I2 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 iJD_qhd7 Vj{}cL"MR 8.系统模拟 J 8""}7D • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 *N|s+ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 I}{Xv#@o • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 !ii'hwFm$ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 >W[#-jA_Z Y%iimbBY|
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(f44Zgm :\+\/HTbh 9. 初始几何光学设计的结果 Wr+1G 8 2E
X Rq
EFKOElG(k &?@5G byUz 感兴趣的优化函数 ,BCo/j • 效率满足(>95%) CWk65tcF • 信噪比不满足(<30db) "t\gkJyK • 杂散光不满足(>5% m;]glAtt rJ UXA<:2
Q]]5\C. u/8urxpy u/2!v( 10. 后续IFTA优化后的结果 {Z=m5Dy} fsDwfwil*
l[J'FR: 4z##4^9g
4[]/ j7M[]/| 感兴趣的优化函数 k)a-odNrb • 效率满足(>95%) =1}Umn|ZLS • 信噪比满足(<30db) :W\xZ • 杂散光满足(<5%) eHjn<@ Q/,jv5 11.总结 lV0\UySH • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 Aey*n=V4#F • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 YIQm;EEG • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 1*"t-+| • 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。 z$>_c"D • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 Q/,bEDc&
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