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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。 RD{jYr; 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。 Vk0O^o ,A[HYc|uy 2.模拟任务 r8^1JJ~\ ` Bkba: g6
7* Bs DOE: O}IS{/^7 相位型衍射 ~aA+L-s| 光束整形器 6kIq6rWF9 直径:2mmx2mm f4!^0%l 形状:圆形 ,!sAr;Rk` 相位级次:16 JK,#dA# ;#rtV;
V!]e#QH; 3.建模任务:入射光场 [}P|OCW nqiy)ZN#R ~)oC+H@{ 高斯准直激光光束的光束参数 %\:.rs^ M7jDV|Go • 波长:632.8nm sI*( MhU • 激光光束直径(1/e2):1mm |mMW"(~ c{FvMV2em
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~zsh *2;w;(-s 4.建模任务:期望输出光场 v,g,c`BjK \?g)jY ^+,mxV'8! 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): i}+dctg/ 4I {|M,+ • FWHM-直径:0.5mm s2w.V
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• 边缘宽度:50um $t}L|"=8X • 效率:>95% ~j F5%Gu • 信噪比(SNR):>30dB ^0X86 • 杂散光:<5% S&.DpsK H3`%#wQ0j
Jc{zi^)(EN Kpj0IfC,10 5.设计方案 =_
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1a 0{A VH/S eN}FBX#' • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 tk1qgjE(? • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 !u4oo- d&R/f Im
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` 6. 衍射光束整形器会话编辑器 CHBCi) '6h ;y"E}h &Hh%pY" • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 mYa0_P%^ • 用户必须输入所需的信息 /xf%Rp4} - 入射场 2! &:V] - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) (sr_&7A - 系统参数 Q
v{q:=k - 制造条件 Ev$?c9*> L$(W*
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1j0yON tYmWze.j 7.设计过程 ,`-6!|: /*D]4AK
8?I(wn 3n6_yK+D
q;B-np?U |? r,W~9` UN,@K9 设计和优化过程由两步完成: 2psLX 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 !>t|vgW 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 z,DEBRT+ "d.qmM 8.系统模拟 2v%~KV • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 sfVtYIu • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ;t*45 • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 `n5|4yaG~ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 &x;v& Fz>J7(Y.j
/=Q7RJ@P npbNUKdz 9. 初始几何光学设计的结果 'SOp!h$ ze,HNFg@>
jQsucs5$h 5QMu=/ .
6Bz48* 感兴趣的优化函数 *K m%Vl • 效率满足(>95%) (* "R"Y • 信噪比不满足(<30db) h'kgL~+$ • 杂散光不满足(>5% vco:6Ab$ })T_D\2M
r 97 VX> {!6!z, =
#ocp 10. 后续IFTA优化后的结果 KvktC|~? /r}t
ZJ+q<n_4} D!)'c(b
=%$ _)=}J N}\$i&Vi 感兴趣的优化函数 lR;<6 • 效率满足(>95%) O!/J2SfuDH • 信噪比满足(<30db) {-<h5_h@ • 杂散光满足(<5%) s u![ST( d!w32Y,. 11.总结 QGLfZvTT • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 ~Bj-n6 QDE • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ;:"~utL7 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 m6'YFpf)V • 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。 VbA#D 4; • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 1z[WJ}$u
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