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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。 gH{:`E k7  
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。 \;-=ODC  
3VcT7y*{P  
2.模拟任务 OgEUq''  
v#<\:|XAg  
4ef*9|^x#  
DOE: >.J'L5 x$  
相位型衍射 Az9X#h.vf  
光束整形器 K4j@j}zK9I  
直径:2mmx2mm ,^.S0;D,Z  
形状:圆形 kU #:I9PO  
相位级次:16
E x_L!9>!  
H9%l?r5  
,3:QB_  
3.建模任务:入射光场 QjQ4Z'.r>  
m9#}X_&x  
qPsyqn?Y|  
高斯准直激光光束的光束参数 TkA9tFi  
jEZ "  
• 波长:632.8nm 54=}GnZN  
• 激光光束直径(1/e2):1mm |xq} '.C  
d2ohW|  
Tv`_n2J`2  
/ca(a\@R  
4.建模任务:期望输出光场 6yN" l Q7  
DWuRJ  
= Q@6c   
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): SLSF <$  
DX|uHbGg  
• FWHM-直径:0.5mm b 1cd&e  
• 边缘宽度:50um _]P a>8X*  
• 效率:>95% Y]~IY?I  
• 信噪比(SNR):>30dB o5>/}wIf  
• 杂散光:<5% s){Q&E~X  
)+?HI^-[S  
?k"0w)8  
S:#e8H_7m]  
5.设计方案 dnix:'D1  
sqT^t!  
R+s1[Z  
• 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)。 >ZX|4U[$P  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 .`Sw,XL5  
`6P?G|'   
p/N62G  
GJvp{U}y9I  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 _@~PL>g"p  
of=ql  
:Z[(A"dA  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 [$;,Ua-mt  
• 用户必须输入所需的信息 IYLZ +>  
- 入射场 \KCWYi]  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) &5d\~{;  
- 系统参数 BR3wX4i\  
- 制造条件 ?T <rt  
-qfnUh  
@C=m?7O98  
wh*:\_!0\  
7.设计过程 L@?e:*h  
@gEr+O1K(  
<cj}:H *  
qW3x{L$c  
G%$}WA]|  
h"r!q[MN o  
z>p]/Sa  
设计和优化过程由两步完成: ?^. Pt  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 #Skj#)I"  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 6<PW./rk:  
 HD H  
8.系统模拟 >8(jW  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 5D L,U(Y  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 mqw 84u  
• 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。 7gr^z)${J  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 iu|v9+  
#QS?s8IrW  
fK"iF@=Z`  
!=y Q)l2  
9. 初始几何光学设计的结果 b`zET^F  
TRy^hr8~  
o[^Q y(2~  
+99Bi2H}o  
0qR$J  
感兴趣的优化函数 I)lC{v  
• 效率满足(>95%) T%~SM5  
• 信噪比不满足(<30db) yquAr$L!  
• 杂散光不满足(>5% O2lIlCL  
B\0t&dai|'  
5*1#jiq  
E-F5y  
bl$j%gI%,  
10. 后续IFTA优化后的结果 3HKxYvc C  
       & g$rrpTzv  
.pW o>`"  
snq;:n!   
}DHUTP2;yz  
ib; yu_  
感兴趣的优化函数 gmDR{loX  
• 效率满足(>95%) 2rmNdvvrk  
• 信噪比满足(<30db) yKlU6t&` G  
• 杂散光满足(<5%) M}KZG'7  
@() {/cF  
11.总结 +`Fb_m)f  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 )mG0g@qOK  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 eo ?Oir)  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ^9=4iXd  
• 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。 %l;*I?0H  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 J^h'9iQpi  
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