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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。 8ao>]5Rs3  
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。 cq 1)b\|  
J/A UOInh  
2.模拟任务 kO8oH8Vt  
jbu+>  
$"{I| UFC  
DOE: #Gu(h(Z s  
相位型衍射 k{+ Gv}Y  
光束整形器 lUM-~  
直径:2mmx2mm (=QiXX1r  
形状:圆形 24d{ol)  
相位级次:16
(!diPwcv  
22v= A6 =  
Vs&Ul6@N  
3.建模任务:入射光场 (L7%V !  
qoJ<e`h}  
\7tJ)[0aF  
高斯准直激光光束的光束参数 8F T@TUFb  
KA]5tVQA  
• 波长:632.8nm _n!W4zwi  
• 激光光束直径(1/e2):1mm [hKt4]R  
.OvH<%g!.  
Nvj KB)J  
)E=~ _`XO  
4.建模任务:期望输出光场 h[j(@P  
w?A6S-z  
,gn**E  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): &v&e- |r8;  
43o!Vr/ S  
• FWHM-直径:0.5mm 9 IY1"j0O  
• 边缘宽度:50um n~v*  
• 效率:>95% FDIOST !  
• 信噪比(SNR):>30dB +Uf+`  
• 杂散光:<5% l=ZX9<3  
`EzC'e  
PRyzUG&  
s7na!A[  
5.设计方案 1<&nHFJ;[  
HT=-mwa_]  
2vX!j!_  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 H!uq5` j0K  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 '645Fr[lg  
@hIHvLpRB  
bWfT-Jewh  
~mu)Cw  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 oh^QW`#(  
GF^ ?#Jh  
]sV) '-  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 3`DwKv `+  
• 用户必须输入所需的信息 z)]Br1  
- 入射场 ">"B  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) !6DH6<HC  
- 系统参数 {qPu }?0  
- 制造条件 ~YCZvJ  
>r5s>A[YC  
s N|7   
"*0h=x$  
7.设计过程 / WJ+e  
/&g~*AL  
vHxLn/  
'"o&BmF  
Dro2R_j{  
EZg$mp1  
W>(p4m  
设计和优化过程由两步完成: Y SD|#0  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 !O*uQB  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 /;a b"b  
)0p7d:%mV  
8.系统模拟 LKe ~  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 =hDFpb,mr  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 `%A>{A"  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 sj\kp ni  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 g|PRk9  
W<s5rMx  
9a lMC  
7\sRf/  
9. 初始几何光学设计的结果 Mg76v<mv<  
!Au9C   
-x0VvkHu  
m(?ZNtBQt  
8^|lsB}x?  
感兴趣的优化函数 EwH_k  
• 效率满足(>95%) %$H~  
• 信噪比不满足(<30db) B gB]M3Il  
• 杂散光不满足(>5% H_<hZ UB  
G tSvb6UNn  
hj|P*yKV  
Ec;{N  
1feS/l$  
10. 后续IFTA优化后的结果 @Ap~Wok  
       l&LrcM  
!<I3^q  
`U[s d*C"  
$wx)/t<  
1pT-PO 3=  
感兴趣的优化函数 J_ S]jE{  
• 效率满足(>95%) Y] "_}  
• 信噪比满足(<30db) =& .KKr  
• 杂散光满足(<5%) 9XSZD93L  
:^oF0,-qZ  
11.总结 I? o)X!  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 ui$JQ_P  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Az"(I>VfD  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 qS{E+)P  
• 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。 vsL)E:0  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 +{F2hEYP  
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