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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。 UY1JB^J$  
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。 &G0l&8pa  
J'I1,5(  
2.模拟任务 5{8x*PSl  
TP{>O%b  
R)sp  
DOE: unCt4uX^  
相位型衍射 *?EO n-  
光束整形器 Uzan7A  
直径:2mmx2mm z0\;m{TH  
形状:圆形 k&MlQ2'!<  
相位级次:16
oq=?i%'>  
P%.`c?olbs  
%'RI 3gy  
3.建模任务:入射光场 +vSCR (n  
@SKO~?7T  
|WD,\=J2  
高斯准直激光光束的光束参数 ,`ZPtnH+  
MV Hz$hyB  
• 波长:632.8nm YRg=yVo 2  
• 激光光束直径(1/e2):1mm Z}sG3p  
E}xz7u   
=-OCM*5~S  
kHt!S9r  
4.建模任务:期望输出光场 #)W8.  
7$g*N6)Q  
DQ}_9?3  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): dH ^b)G4  
}9L 40)8  
• FWHM-直径:0.5mm =fKhXd  
• 边缘宽度:50um J0IdFFZ|w  
• 效率:>95% OVDMC4K2z!  
• 信噪比(SNR):>30dB EpFIKV!  
• 杂散光:<5% t!J";l  
&*jxI[  
9f@#SB_H  
",MK'\E  
5.设计方案 r~S!<9f  
W /~||s  
4@/q_*3o  
• 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)。 [(D}%+2   
• 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)。 ;']vY  
sf.E|]isW  
4FfwpO3,Ku  
^yn[QWFO  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 . 1{vpX  
vR6^n~  
adRNrt*!  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 "Cb.cO$i;  
• 用户必须输入所需的信息 oyKt({  
- 入射场 ,xAM[h&  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) cc2d/<:  
- 系统参数 xWC\954  
- 制造条件 USnD7I/b  
8>%jZ%`a  
z/eU^2V  
8I5VrT  
7.设计过程 7$q2v=tH_  
vWnHC  
g(@$uJ  
[[*0MA2Y  
Ux%\Y.PPI  
bMK#^ZoH  
Lyf? V(S  
设计和优化过程由两步完成: V'HlAQr  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 SU_] C+  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 yZj}EBa  
+eV4g2w)  
8.系统模拟 g|GvJ)VX  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Ab^>z  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 s60:0>  
• 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。 ;EE&~&*w  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。  H3/Y  
gJcXdv=]2  
ery?G-  
`aO@N(  
9. 初始几何光学设计的结果 <WHs  
S2At$47v  
V:0uy>  
ig.6[5a\  
^;Hi/KvM\  
感兴趣的优化函数 zP{<0o  
• 效率满足(>95%) ^?K?\   
• 信噪比不满足(<30db) |ZST Y}RXA  
• 杂散光不满足(>5% TQ5MKqR$  
"dLMBY~  
\ ]kb&Qw  
DiYJlD&  
MoKXl?B<  
10. 后续IFTA优化后的结果 S}v{^vR  
       PPj6QJ]R0  
|`94Wj<  
.J1Hg  
)/+eL RN5G  
sjkKaid  
感兴趣的优化函数 z!1/_]WJ,  
• 效率满足(>95%) V'.eesN  
• 信噪比满足(<30db) qV,$bw  
• 杂散光满足(<5%) . tH35/r  
@E"+qPp.3  
11.总结 Mc$v~|i6  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 ?{.b9`  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 f@;>M9)<  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ~Q$c!=   
• 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。 3R:7bex  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 Z:B Y*#B  
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