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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。 dR^"X3$  
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。 BHFY%6J!  
yzsab ^]  
2.模拟任务 !BIOY!M  
v;1F[?@3Y  
0ZpFE&  
DOE: "`Ge~N[$A  
相位型衍射  Y k7-`  
光束整形器  |J5 =J  
直径:2mmx2mm 9O.YOiW  
形状:圆形 | tQiFC  
相位级次:16
cE'L% Z  
una%[jTc  
siDh="{s  
3.建模任务:入射光场 ^eYqll/U  
I751 t  
IeX^4 rc(  
高斯准直激光光束的光束参数 =DbY?Q<Q  
mog[pu:!,  
• 波长:632.8nm >ydRSr^  
• 激光光束直径(1/e2):1mm ,B}I?vN.  
lq:}0<k  
pE.PX 8  
smY$-v)@  
4.建模任务:期望输出光场 qZEoiNH(Tj  
CI:^\-z  
abNV4 ,M  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): :p&!RI(l  
2?C`4AR[2H  
• FWHM-直径:0.5mm nwt C:*}  
• 边缘宽度:50um Mp$@`8X`  
• 效率:>95% M@1r:4CoKH  
• 信噪比(SNR):>30dB -m= 8&B  
• 杂散光:<5% 3ss6_xd+  
zjL.Bhiud  
|tzg :T;  
8x{B~_~  
5.设计方案 x_!0.SU  
Syp"L;H8Em  
X;F?:Iw\  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 oY~ Dg  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 Awv`)"RAR  
t&Os;x?To?  
R2L;bGI*J  
MF3b{|Z  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 d%I" /8-J  
_qqr5NU  
R`";Z$~{  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 X0;4_,=  
• 用户必须输入所需的信息 y|&}.~U[  
- 入射场 ;g_> ;tR/  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) qrvsjYi*w  
- 系统参数 ~1m2#>  
- 制造条件 n 26Y]7N  
X1[CX&Am  
/<CSVJ_r  
&AuF]VT  
7.设计过程 bk<\ujH  
Nfe>3uQK  
yq_LW>|Z  
dt[k\ !-v  
M'`;{^<  
~'5  
qjJBcu_C'S  
设计和优化过程由两步完成: biozZ  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 k+V6,V)my  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 /sR%]q |L  
q(5j(G ;  
8.系统模拟 obK*rdg ,  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 H4OhIxK  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 %8aC1x  
• 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。 I fO;S*Qt  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。  I~,G  
dX8hpQ  
IdIrI  
6b8;}],|  
9. 初始几何光学设计的结果 .%'(9E  
1%M&CX  
J" j.'.  
gIR^ )m  
z|G9,:9  
感兴趣的优化函数 zeP}tzQO  
• 效率满足(>95%) s#h8%['  
• 信噪比不满足(<30db) X.ONa_  
• 杂散光不满足(>5% U(&oj e  
<1w/hy&mWN  
zJa)*N  
S gMrce<;  
s"=6{EVqk3  
10. 后续IFTA优化后的结果 fsO9EEn7 X  
       Kzy/9  
D0Z\Vvy  
aI zv  
+c:3o*  
NIZ<0I*5  
感兴趣的优化函数 0)YbI!  
• 效率满足(>95%) ->-*]-fv[L  
• 信噪比满足(<30db) x+? 9C  
• 杂散光满足(<5%) fkfZ>D^1  
IC/(R! Crj  
11.总结 R~L0{` 0  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 N;F)jO xsl  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 \8uo{#cL8  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 t^=U*~  
• 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。 0X..e$ '  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 !2Dy_U=  
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