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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。 ~ZSP K;D[  
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。 &a>fZ^Y=k  
Vc! ;O9dP  
2.模拟任务 f@R j;R~Jp  
rmW,#  
Ua^'KRSO  
DOE: 1r?<1vh:z  
相位型衍射 n0T\dc~  
光束整形器 L>Y>b4oy3  
直径:2mmx2mm `o 6Hm  
形状:圆形 Xz'pZ*Hr$v  
相位级次:16
`5[d9z/6  
2z7+@!w/  
!79^M  
3.建模任务:入射光场 ,OX(z=i_  
IRemF@  
-;TqdL@  
高斯准直激光光束的光束参数 gL(ny/Ob9  
BpL,<r,  
• 波长:632.8nm lCDu,r;\  
• 激光光束直径(1/e2):1mm 1Z?en  
)v-sde\  
Tw< N  
ysV0Ed  
4.建模任务:期望输出光场 h&+dIk\[3  
9pKN^FX,76  
Bf$YwoZov  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): $ZD1_sJ.  
)z/+!y  
• FWHM-直径:0.5mm [V~(7U  
• 边缘宽度:50um 8. [TPiUn'  
• 效率:>95% 0*MY4r|-  
• 信噪比(SNR):>30dB NKD<VMcqw  
• 杂散光:<5% c(. 2D  
+_tK \MN  
"P<IQx  
5-M E Oy(  
5.设计方案 .az +'1  
O(8Px  
cv(9v =](  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 F_o5(`>^  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 sas}k7m"  
tCAh?nR  
-t_t3aU|  
gwDQ@  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 5o 4\Jwt  
:c@v_J6C&  
+jePp_3$O  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 > 4>!zZ  
• 用户必须输入所需的信息 `0Y`]kSY+  
- 入射场 Eg&xIyRmm  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ES[H^}|Gi  
- 系统参数 nFU'DZ  
- 制造条件 JsohhkJNGi  
ezn%*X y,  
4.:2!Q  
<rZ( B>$  
7.设计过程 4}@J]_]Z  
"c8 -xG  
P` Hxj> {  
'\8gY((7   
m~c z  
:ulOG{z  
36mp+}R#  
设计和优化过程由两步完成: [IT*>;b+?  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 hK F*{,'  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ru#,pJ=O(  
u~WBu|  
8.系统模拟 'B dZN  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 E9e|+$  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 [=k$Q (.3  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 }71a3EUK  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 5}S~8  
"M#A `b  
{j$:9  H  
-]$q8 Q(hM  
9. 初始几何光学设计的结果 9u6GeK~G  
KE>|,U r  
4&b*|"Iw  
a;a^- n|D  
/Kcp9Qx  
感兴趣的优化函数 E,u/^V9x  
• 效率满足(>95%) }8 V/Cd9  
• 信噪比不满足(<30db) gR7in!8  
• 杂散光不满足(>5% $gZC"~BR  
AA=zDB<N  
?8AV-rRX  
|^l17veA@  
UnTnc6Bo7W  
10. 后续IFTA优化后的结果 in}d(%3h  
       yN-o?[o  
N_jpCCG~  
$?x;?wS0V  
X#v6v)c  
vwF#;jj\  
感兴趣的优化函数 'uy\vR&Pz  
• 效率满足(>95%) 2bIP.M2Fs  
• 信噪比满足(<30db) 8v{0=9,Z  
• 杂散光满足(<5%) ;t6)(d4z?  
LtrE;+%2oz  
11.总结 w3hG\2)[HS  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 3m;*gOLk6  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 >)`yG'[  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 o2'^MxKb 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。 oU|yBs1  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 O+f'Ql  
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