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infotek 2024-10-31 07:58

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。 @%hCAm  
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。 } fZ`IOf  
AVl~{k|  
2.模拟任务 Pf <[|yu4?  
sbj";h=E  
LOvHkk@+  
DOE: kL>d"w  
相位型衍射 2-'Opu  
光束整形器 5GQLd  
直径:2mmx2mm ;`dh fcU  
形状:圆形 ka"337H  
相位级次:16
47r&8C+&\  
WG7k(Sp ]  
vUA0FoOp  
3.建模任务:入射光场 D)@XoM(  
j(rL  
\4d.sy0&>-  
高斯准直激光光束的光束参数 Dg HaOAdU  
::5E8919  
• 波长:632.8nm V\]" }V)"  
• 激光光束直径(1/e2):1mm lrWQOYf2  
"LhvzM-<8  
crcA\lJf  
L';MP^  
4.建模任务:期望输出光场 D${={x  
d[D&J  
N8r*dadDd  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): @}-r&/#  
n5-)/R[z  
• FWHM-直径:0.5mm S8d8%R~1=h  
• 边缘宽度:50um !7bw5H  
• 效率:>95% iRV~Il#~!  
• 信噪比(SNR):>30dB mmXm\]r>4  
• 杂散光:<5% H*^\h?s  
N6OMY P1  
[, RI-#n  
WLa!.v>  
5.设计方案 M:KbD|  
RyJ 1mAC  
(>4aibA'P  
• 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)。 }R[#?ty;]  
• 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)。 X?:o;wB  
PNOGN|D  
Y9=K]GB  
{`=0 |oP}  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 ^N}Wnk7ks'  
GQQ.OvEc  
}v9\F-0>Q  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 9^"b*&>P  
• 用户必须输入所需的信息 :2 >hoAJJ  
- 入射场 u%/fx~t$  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) acP+3u?r  
- 系统参数 \0l>q ,  
- 制造条件 <ljI;xE  
n<sd!xmqFx  
{rfF'@[  
ml0.$z  
7.设计过程 n79QJl/  
VErv;GyV  
(&|_quP7O  
Jj~EiA  
t^]$!H  
f4-a?bp  
FGO[ |]7IN  
设计和优化过程由两步完成: ;*ix~taL%  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 |7,L`utp  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 T_b^ Tc`  
:@W.K5  
8.系统模拟 *<N3_tx"  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 |(m oWY=  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Uz cx6sw  
• 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。 }bN%u3mHws  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 }i {sg#  
Sxdsv9w  
gBT2)2]  
MuoF FvAA  
9. 初始几何光学设计的结果 v_e9}yI   
Mb3}7@/[  
1Je9,dd6  
3nT Z)L }  
M(#m0x B  
感兴趣的优化函数 +^*iZ6{+7  
• 效率满足(>95%) lo%;aK  
• 信噪比不满足(<30db) PH"hn]  
• 杂散光不满足(>5% N#lDW~e'  
.@ xF6UZ  
x21dku<6K[  
%Qg+R26U  
+&zYZA8v  
10. 后续IFTA优化后的结果 LjL[V'JL  
       E_KCNn-f  
b:qY gg  
ThPE 0V  
+ OV')oE  
$+.l*]  
感兴趣的优化函数 1c JF/"v  
• 效率满足(>95%) ikE<=:pe  
• 信噪比满足(<30db) BpX6aAx  
• 杂散光满足(<5%) # :T-hRu  
Z3[S]jC  
11.总结 ~Lc066bLeq  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 {3N'D2N  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Hw#d_P:  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 eIl]oC7*  
• 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。 wts=[U`(  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 }j,[ 1@S  
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