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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。 .(2ui~ed  
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。 C\p _  
mmrz:_  
2.模拟任务 ZtqN8$[6n  
QAh6!<.;@  
DnW*q/=w  
DOE: lVQy {`Ns  
相位型衍射 -|~tZuf  
光束整形器 [boB4>.  
直径:2mmx2mm |VD}:  
形状:圆形 Ykd< }KE>  
相位级次:16
OAXF=V F#  
:Pf2oQ  
s>^$: wzu  
3.建模任务:入射光场 3A.T_mGCs  
VaRP+J}UA.  
.IJgkP)!]  
高斯准直激光光束的光束参数 Y^@Nvt$<K  
D27MT/=7  
• 波长:632.8nm Ki:.^  
• 激光光束直径(1/e2):1mm z(&~O;;N#  
_Q1[t9P"  
9xm'0 '  
yl[6b1  
4.建模任务:期望输出光场 vCh/%7+  
0'9z XJ"  
=whYo?cE(  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): R2[-Q"|Ra  
3r (i=ac0  
• FWHM-直径:0.5mm i>`!W|=_  
• 边缘宽度:50um EecV%E  
• 效率:>95% Tn7(A^h'  
• 信噪比(SNR):>30dB E5J2=xVW#  
• 杂散光:<5% .oNs8._:  
/{9"O y7E  
 \tWFz(  
j%qBNoT~  
5.设计方案 {yPiBu  
/.u0rxoRP}  
b&V}&9'[M;  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 @N-P[.qL"  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 s@ ~Y!A  
eBmBD"$  
5k^UZw  
$C;)Tlh  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 jxU z-U-  
2C!Ko"1Y'  
D# "ppa}  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 }? W[D  
• 用户必须输入所需的信息 8"zFTP*;u  
- 入射场 b5MCOW1+  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) v?U;o&L(  
- 系统参数 "0(H! }D  
- 制造条件 GYX/G>-r  
h}k/okG  
8 pQx6QE  
:q.g#:1s  
7.设计过程 S<f]Y4A&  
'9+JaB  
vCf{k  
_%xe:X+ M  
vnNX)$f  
,[ UqUEO  
wN|;_~h2  
设计和优化过程由两步完成: (V:z7  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 zPonG d1  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 |L@&plyB-  
(Q_J{[F  
8.系统模拟 PJ-EQ6W  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 XYi-o][Mf  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 @B@`V F  
• 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。 (;9-8Y&_d  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 'F\@KE -d  
!CBvFl/v  
g[D(]t\#x  
> FVBn;1  
9. 初始几何光学设计的结果 <}\!FuC  
88@" +2  
V0rS^SAF  
9+"R}Nxv^  
,2|(UTv  
感兴趣的优化函数 LpQ=Y]{j  
• 效率满足(>95%) $ $=N'Q  
• 信噪比不满足(<30db) ?~%Go  
• 杂散光不满足(>5% 1}7Q2Ad w  
lYF~CNvE  
?tA<:.<vtY  
q':P9 o*N?  
R_vF$X'Ow  
10. 后续IFTA优化后的结果  dcd9AW=  
       R0WI s:k2  
5x2m ]u  
<o aVI?  
Fk-}2_=v i  
apkmb<  
感兴趣的优化函数 1MPn{#Ff  
• 效率满足(>95%) >Oz~j>jL  
• 信噪比满足(<30db) # ~I.F4  
• 杂散光满足(<5%) zm&?G  
@hG]Gs[,o  
11.总结 A7hWAq  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 \Wn0,%x2  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 H wu (}  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 w vQ.9  
• 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。 c+bOp 05o-  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 S#|dmg;p  
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