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用于圆形高帽整形的折射光束整形元件的参数优化
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infotek
2023-06-08 08:43
用于圆形高帽整形的折射光束整形元件的参数优化
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案例307.01:用于圆形高帽整形的折射光束整形元件的参数优化
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这个案例说明了通过折射光束整形编辑器设置一个光束整形系统。所得到的系统可以通过VirtualLabTM的参数优化来提升整个系统的性能。
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关键词:参数优化,透镜系统,光束整形,高帽,折射光束整形元件
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所需工具箱:基本工具箱
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相关应用:101.01,100.01,284.01
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相关教程和技术说明:Tutorial101.01,TN.021
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建模任务
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系统建立会话编辑
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折射光束整形编辑器帮助建立一个标准的光束整形系统。需要定义入射光束参数、光学结构参数和输出场参数。编辑器中所有参数被储存在文件“Scenario_307.01_Refractive_Top_Hat_Beam_Shaper_1”中。
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会话编辑器产生一个光学流程图,其中包括一个高斯平面光源,一个光学界面序列元件用于光束整形器的建模,另外还有一个衍射光学优化函数探测器用于分析所产生的高帽质量。
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对话编辑器通过几何光学分析方法计算整形器表面面形。优化函数:SNR:22dB;效率:90%。SNR比较低,因为高帽的边缘宽度比较小。
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参数优化器可以提升高帽的SNR。特别的,它可以减小高帽的边缘宽度,这是因为基于场追迹技术允许考虑衍射,干涉和像差。
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优化文件被储存在文件“Scenario_307.01_Refractive_Top_Hat_Beam_Shaper_2”中。
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参数优化器需要在效率和SNR之间转换。因为效率很好时,对在通用优化函数中的SNR的冲击会增加。
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下山单一算法被用来局部优化。
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优化后的高帽质量:SNR:39Db,效率:91%。SNR显著增加。
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优化后的光路流程图存储在“Scenario_307.01_Refractive_Top_Hat_Beam_Shaper_3”中。高帽靠近光轴的部分中仍然包含少量的一致性错误,因为整个高帽面形都参与优化。第二衍射光学优化函数探测器用来计算高帽中心区域的一致性错误,这样可以进一步提高光束质量,并在整形和靠近光轴处的一致性错误之间找到一种折中的办法。结论:
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VirtualLabTM允许折射光束整形系统的参数优化。模拟和优化考虑了衍射,干涉和像差效应。
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信噪比和转化效率优化函数能够被用于评估系统质量。
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