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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。 5j5t?G;d,  
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。 HV(*6b@  
_Fy:3,(  
2.模拟任务 !`E2O*g  
vG:,oB}  
I@v.Hqg+7  
DOE: I65GUX#DV  
相位型衍射 S@-X?Lu  
光束整形器 8Wp1L0$B  
直径:2mmx2mm HXo'^^}q;  
形状:圆形 L6qA=b~iz  
相位级次:16
Z6pDQ^Ii  
{a%cU[q  
u{G6xuPWf  
3.建模任务:入射光场 r${a S@F  
-ZJ:<  
vUA`V\  
高斯准直激光光束的光束参数 N?:S?p9R@  
0Z(b/fdS  
• 波长:632.8nm '-{jn+,  
• 激光光束直径(1/e2):1mm ]B[Qdn  
e&nw&9vo  
^jA}*YP  
hw2Hn   
4.建模任务:期望输出光场 K*[wr@)u  
$!lxVZ>  
iqYc&}k,  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): dRmTE  
O;"%z*g.  
• FWHM-直径:0.5mm |n/id(R+  
• 边缘宽度:50um llJ)u!=5  
• 效率:>95% >6j`ZWab>  
• 信噪比(SNR):>30dB f5v|}gMAX  
• 杂散光:<5% ;MD{p1w  
ufOaD7  
R_ }(p2  
49 D*U5o  
5.设计方案 h2]Od(^[  
+TX]~k79Oq  
t z{]H9  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 )_ uK(UNZ5  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 ZmDr$iU~  
&nYmVwi?"Q  
0IK']C  
\BDNF< _  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 WJ@,f%=<~  
 O-k(5Zb  
11u qs S2  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 7iJl W&W  
• 用户必须输入所需的信息 G7yxCU(I\  
- 入射场 PHoW|K_e  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) .d2s4q\  
- 系统参数 {`:!=  
- 制造条件 vDemY"wz  
~_q\?pw<$L  
q7;)&_'  
rpd3Rp  
7.设计过程 6 ^p 6v   
3wK)vW  
0-@waK  
3 . @W.GG8  
MRs8l  
9 i"3R0HN  
' =oV  
设计和优化过程由两步完成: \"5\hX~dS  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。  9TeDLp  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 Dv$xP)./  
9Y7 tI3  
8.系统模拟 ;m\E9ple  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 /q]WV^H  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 M+Dkn3bx  
• 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。 X[VQ 1  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 a+MC[aFr  
xa K:@/  
?g9CeeH*  
thS#fO4]d  
9. 初始几何光学设计的结果 'Y[\[]3[8  
/H\ZCIu/7  
F7mzBrz  
%e3lb<sv6  
1,4kw~tA  
感兴趣的优化函数 J)*y1   
• 效率满足(>95%) o8bV z2E  
• 信噪比不满足(<30db) Q7i^VN  
• 杂散光不满足(>5% *#~3\{  
y9:|}Vh  
%2V_%KA  
F+9|D  
='>k|s:  
10. 后续IFTA优化后的结果 9-9`;Z  
       VYvHpsI  
{n{ j*+  
d[jxU/.p;  
Hz28L$  
=U2`]50  
感兴趣的优化函数 RfFeAg,]/  
• 效率满足(>95%) ~u7a50  
• 信噪比满足(<30db) km.xy_v  
• 杂散光满足(<5%) -S Z^;t  
b1E>LrL  
11.总结 kC6J@t)  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 q=Q5s?sQc  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 L~CwL  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 `UGHk*DL)  
• 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。 n*hHqZl  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 7l%O:M(\  
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