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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。 {qx}f^WV  
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。 cliP+#  
)Y Qtrc\91  
2.模拟任务 L\nWhmwl  
>8t3a-/  
& @^|=>L  
DOE: lj@c"Yrk  
相位型衍射 /V46:`V  
光束整形器 65=i`!f  
直径:2mmx2mm _(<[!c!@0  
形状:圆形 6T"[M  
相位级次:16
<2diO=  
rh${pHl  
d;:+Xd`  
3.建模任务:入射光场 pUYa1=  
o { \cCZ"  
e {N8|l  
高斯准直激光光束的光束参数 ss236&  
bf'@sh%W  
• 波长:632.8nm JDD(e_dw  
• 激光光束直径(1/e2):1mm opjrU$<]N  
fwf]1@#   
cDxjD5E  
:I+%v  
4.建模任务:期望输出光场 /(E)|*~6  
mj%Iow.  
Ue^upx  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 1 ;4TA}'H  
9-Qu b+0o  
• FWHM-直径:0.5mm W _yVVr  
• 边缘宽度:50um zRD{"uqi  
• 效率:>95% ts{Tk5+  
• 信噪比(SNR):>30dB ^WVH z;  
• 杂散光:<5% PC7U&*x@  
:p=IZY  
Cc]t*;nU_  
] GJIrtS4  
5.设计方案 D5]T.8kX(7  
g&\A1H  
yg5Ik{  
• 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)。 H--(zxK  
• 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)。 4@4$kro  
2Af1-z^^K  
L V?- g  
<FRYt-+  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 k129)79  
-Z-|49I/mN  
&+xNR2";  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 {Ymn_   
• 用户必须输入所需的信息 {qp XzxV  
- 入射场 ,&Gn7[<  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) (caxl^=  
- 系统参数 GghZ".O  
- 制造条件 T5=3 jPQ  
E"b+Q  
pyq~_ Bng  
GASDkVoij  
7.设计过程 <2fZYt vt  
qdx(wGG  
:tl* >d~  
Z_zN:BJ8L  
;*BG{rkr  
0B>hVaj>-  
>OgA3)X  
设计和优化过程由两步完成: `k+ci7;  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 +4Aj/$%[q  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 Kyq/'9`  
@>}!g9c  
8.系统模拟 o+*YX!]#L  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 XT9]+b8(M  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 }Y[xj{2$O  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 ^":UkPFCx:  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 <'>c`80@\*  
-,)&?S  
7 y5`YJ}!  
_D1Uc|  
9. 初始几何光学设计的结果 )\s{\u \  
x"9`w 42\r  
s!:'3[7+  
"oz : & #+  
r7+"i9  
感兴趣的优化函数 J$F 1sy  
• 效率满足(>95%) w[YiH $  
• 信噪比不满足(<30db) xAbx.\  
• 杂散光不满足(>5% K| %.mc s4  
s1.EE|h,5  
RZoSP(6  
Lp.dF)C\  
%CV@FdB  
10. 后续IFTA优化后的结果 RL4J{4K  
       Q"7vzri  
F$.h+v   
/>Kd w  
o-a\T  
s;e%*4  
感兴趣的优化函数 :%7y6V*  
• 效率满足(>95%) v7gs $'Q  
• 信噪比满足(<30db) h]T  
• 杂散光满足(<5%) GVR/p  
6l]jm j)/  
11.总结 %;/?DQU  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 r&+8\/{  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 (SGX|,5X7  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 GB,f'Afl  
• 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。 %])U(  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 lt08 E2p9  
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