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设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽
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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
DgHaOAdU
::5E 8919
• 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
N6OMYP1
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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
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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
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- 入射场
u%/fx~t$
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
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- 系统参数
\0l>q ,
- 制造条件
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n<sd!xmqFx
{rfF'@[
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7.设计过程
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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。
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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。
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• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
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• 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。
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• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
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gBT2)2]
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9. 初始几何光学设计的结果
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1Je9,dd6
3nT Z)L }
M(#m0xB
感兴趣的优化函数
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• 效率满足(>95%)
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• 信噪比不满足(<30db)
PH"hn]
• 杂散光不满足(>5%
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