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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。 BHd&yIyI  
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。 f_wvZ&  
!zux z  
2.模拟任务 * 1T&  
/d0K7F  
e`@ # *}A  
DOE: I'\kFjc  
相位型衍射 *Nw&_<\9Q  
光束整形器 F|F]970  
直径:2mmx2mm cmBB[pk\  
形状:圆形 wi hH?~]  
相位级次:16
3j,Q`+l/6d  
?;KKw*  
.EpV;xq}  
3.建模任务:入射光场 @_U;9)  
E_Im^a  
IKABBW  
高斯准直激光光束的光束参数 k xP-,MD  
$>*3/H  
• 波长:632.8nm pM x  
• 激光光束直径(1/e2):1mm EzDk}uKY0R  
`%CtWJ(e  
:Mb%A  
#@^t;)|  
4.建模任务:期望输出光场 >G);j@Q  
=NOH:#iQ  
SPN5dE.@  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): ipQLK{]t  
-9"['-WH,  
• FWHM-直径:0.5mm A{UULVp  
• 边缘宽度:50um &L#UGp $,  
• 效率:>95% +cIUGF p}  
• 信噪比(SNR):>30dB NZ ;{t\  
• 杂散光:<5% pcau}5 .  
'pm2n0  
}~#pEX~j*  
6;C3RU]  
5.设计方案 ]x\-$~E  
"u6`m?  
S M!Txe#  
• 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)。 W4[V}s5u  
• 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)。 lCAIK  
9&upu jVS  
*_R]*o!W'  
HU%o6cw  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 ulu9'ch  
@.G[s)x  
f:ZAG4B  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 f~Fm4 >\(  
• 用户必须输入所需的信息 7s"< 'cx_F  
- 入射场 , FhekaA  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) bA= |_Wt  
- 系统参数 G:<`moKgL  
- 制造条件 u`y><w4i  
C K:y?  
+6UVn\9Q  
U Z.=aQ}M  
7.设计过程  $rz=6h  
!6s"]WvF  
=:DaS`~V  
JAAI_gSR3  
dYSr4p b  
Sl-v W  
'&.#  
设计和优化过程由两步完成: ,Vh.T&X5  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 0TN;86Mo  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 R&|mdY8  
f@8>HCI  
8.系统模拟 |AcRIq  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 vJ\pR~?  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 YhOlxON  
• 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。 T^T[$26  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 M@4UGM`J  
5WC+guK7  
/I)yU>o  
<Ard 7UT  
9. 初始几何光学设计的结果 \"CZI<=TB  
Gp4A.\7  
;3\3q1oX  
uHAT#\m:  
xEf'Bmebk  
感兴趣的优化函数 A,\6nO67  
• 效率满足(>95%) dDm):Z*`b  
• 信噪比不满足(<30db) 2Yp7  
• 杂散光不满足(>5% KN7^:cC  
Lb;zBmwB  
H2 $GIY  
C0S^h<iSe*  
@;<ht c  
10. 后续IFTA优化后的结果 AZa 6 C w  
       DA2}{  
BNd^qB ?  
@O@GRq&V  
S+'rG+NJ  
+n<k)E@>J  
感兴趣的优化函数 D8>enum  
• 效率满足(>95%) qZ}P*+`Q  
• 信噪比满足(<30db) {e+-vl  
• 杂散光满足(<5%) *uo'VJI7_,  
x~GQV^(l3  
11.总结 KN t t  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 ZQ_xDKqRV  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 87:!C5e}  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 DXa=|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。 *xON W  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 ~er\~kp  
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