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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。 9% l%  
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。 :1t~[-h^  
{-|{xBd  
2.模拟任务 /kt2c[9  
322jR4QGr  
.q&'&~!_  
DOE:  (x^BKnZ  
相位型衍射 l]~n3IK"  
光束整形器 K=!Bh*  
直径:2mmx2mm ,rJXy_  
形状:圆形 dq[Mj5eC  
相位级次:16
=@k%&* Y?  
h/B>S  
|6=p{ y  
3.建模任务:入射光场 54 >-  
vad12WrG<  
O6IB. >T  
高斯准直激光光束的光束参数 5~mh'<:  
>pU:Gr  
• 波长:632.8nm P/EM :  
• 激光光束直径(1/e2):1mm |t; ~:A  
 /'31w9  
6c^e\0q  
~"UV]Udn  
4.建模任务:期望输出光场 oB74y  
CR6R?R3b  
b~nAPY6  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): Us+pc^A  
v3v[[96p  
• FWHM-直径:0.5mm M33_ja+L  
• 边缘宽度:50um j"AU z)x  
• 效率:>95% J|&JD?  
• 信噪比(SNR):>30dB dt2$`X18  
• 杂散光:<5% y*D]Q`5cag  
x\Z'2?u}  
(' -JY  
V+I|1{@i0  
5.设计方案 `7/Y@}n  
2h[85\4  
[HCAmnb  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 0ez(A  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 TDd{.8qf  
KiJT!moB  
oh$Q6G  
Ur*6Gi6  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 =m5SK5vLKT  
vDH>H^9Y  
X/N0LU(q  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 'Ysx=  
• 用户必须输入所需的信息 ~ o1x;Y6  
- 入射场 sg+uBCGB  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) I4&::y^ C  
- 系统参数 cI=(\pC  
- 制造条件 ,\qs4&  
_x!7}O#k  
jg?x&'u\)  
5 Kkdo!z  
7.设计过程 7EXI6jGJ|  
AE} )o)B  
:>+s0~  
H<^/Ati,|  
1 5A*7|  
}!6\|;Qsz,  
D$T%\ P  
设计和优化过程由两步完成: n_'s=]~  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 kYLM&&h  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 YfRkwKjy(  
C:Hoq(  
8.系统模拟 cq$i  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 rD*sl}  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 qbv#I;  
• 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:nKfY5  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 ZcaX'5} !S  
QR>gt;  
9]e V?yoA8  
_U/!4A  
9. 初始几何光学设计的结果 *6} N =Z  
`\+@Fwfx  
JJ%ePgWT  
*k19LI.5  
ai{Sa U  
感兴趣的优化函数 &8z[`JW,T  
• 效率满足(>95%) Ps 8%J;  
• 信噪比不满足(<30db) *cEob b  
• 杂散光不满足(>5% NOp609\^  
n/h,Lr)Z  
SCz(5[MZJ  
ca>Z7qT!  
l~ M_S<4n  
10. 后续IFTA优化后的结果 D#o}cC.  
       ~I} &V T  
'Tc]KXD6  
zF`c8Tsx])  
]GRWnif  
3:C oZ  
感兴趣的优化函数 p1|f<SF')  
• 效率满足(>95%) $k2*[sn,  
• 信噪比满足(<30db) 3#TV5+x*"`  
• 杂散光满足(<5%) |JVk&8 ?8  
;dzL}@we  
11.总结 B4mR9HMh  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 (t4&,W_spA  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 VL*ovD%-  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 L\#<JxY$p  
• 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。 9J?wO9rI  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 o5Q{/  
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