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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。 &a.A8v)  
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。 WS//0  
lc\{47LwZ  
2.模拟任务 $:RR1.Tv  
s;cGf+  
<b:xyHS  
DOE: 89Ir}bCr  
相位型衍射 Jq?Fi'2F%  
光束整形器 hBi/lHu'  
直径:2mmx2mm }0,dG4Oo=  
形状:圆形 uHq;z{ 2GI  
相位级次:16
+{0v@6<(02  
-9Dr;2\  
%,(X R`  
3.建模任务:入射光场 ow{J;vFy\  
AuT:snCzR  
 |A\o  
高斯准直激光光束的光束参数 Qk >9o  
0n}v"61q  
• 波长:632.8nm lffw "  
• 激光光束直径(1/e2):1mm td7Of(k'  
z*B?Hw),  
}bSDhMV;  
>gDeuye  
4.建模任务:期望输出光场 V!l?FOSZ  
[bw1!X3  
;;6$d{  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): Kq5i8L=u  
67XUhnE  
• FWHM-直径:0.5mm w{ ;Sp?Os  
• 边缘宽度:50um EJ(36h  
• 效率:>95% @lWYc`>}  
• 信噪比(SNR):>30dB _PcF/Gyk  
• 杂散光:<5% `~z[Hj=2  
1_};!5$.  
ZZL@UO>:  
 AGm=0Om  
5.设计方案 TOhWfl;  
\~g,;>%7Y  
W*%(J$E  
• 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)。 1[J|AkN  
• 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)。 qV;I<AM  
I{h KN V  
M4D @G  
'4_c;](W  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 F-$!e?,H  
wqi0%Cu*  
g/_0WW]}  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 R$+p4@?S  
• 用户必须输入所需的信息 F{.\i*$  
- 入射场 ?T.=y m  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) vw4b@v-XQ3  
- 系统参数 ^`B;SSV  
- 制造条件 ``eam8Az_U  
;>L8&m)R5  
k~gOL#$  
`a!9_%|8  
7.设计过程 8*x=Fm,Ok  
DVVyWn[  
hO&_VCk  
\A,zwdt P  
#lg R"%  
uT'l.*W6i  
TQmrL  
设计和优化过程由两步完成: CJER&"em7  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 % P E x  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 r @m]#4  
iPCCTs  
8.系统模拟 E3l*_b0  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 7RWgc]@?>  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 k|\M(Z*(P  
• 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。 jw9v&/-  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 8#V D u(  
f*B-aj#  
,oh;(|=  
aZCq{7Xs  
9. 初始几何光学设计的结果 ! xG*W6IT  
D4,>g )B  
kaXq.  
`d$@1  
)-emSV0zE  
感兴趣的优化函数 YcX\t6VK  
• 效率满足(>95%) B ~N3k  
• 信噪比不满足(<30db) \0d'y#Gp*  
• 杂散光不满足(>5% 3V?x&qlP>  
5.oIyC^Ik  
"GQ Q8rQ  
Y}v3J(l  
Hj|&P/jY]*  
10. 后续IFTA优化后的结果 (nt`8 0  
       xsn=Ji2 F  
p/?o^_s  
1*Pxndt&  
cl2_"O  
Cp mT *  
感兴趣的优化函数 5N;'CAk  
• 效率满足(>95%) a \1QnCy  
• 信噪比满足(<30db) &.\7='$F  
• 杂散光满足(<5%) Leb|YX  
;//9,x9;t  
11.总结 >e>3:~&2  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 G:":CX"O(  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 kuy?n-1g  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 f4b9o[,s2e  
• 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。 v={{ $=/t  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 qrYbc~jI7  
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