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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。 `s69p'<;p  
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。 ,n%b~.$:v5  
#t2N=3dOj  
2.模拟任务 u[SqZftmO  
K/(QR_@?  
W2%@}IDm  
DOE: Ugo!  
相位型衍射 Y9-F\t=~  
光束整形器 7z{N}  
直径:2mmx2mm P( -   
形状:圆形 r(>812^\  
相位级次:16
/:!l&1l:p  
8,F|*YA  
JPL`/WA 0  
3.建模任务:入射光场 >Q_ '[!S  
r# oJch=  
h=6D=6c  
高斯准直激光光束的光束参数 /]0SF_dZ  
|aU8WRq  
• 波长:632.8nm )n<p_vz  
• 激光光束直径(1/e2):1mm b+gu<##  
_KtV`bF  
b)#rUI|O  
>\~Er@  
4.建模任务:期望输出光场 T#6g5Jnsp  
g[O  
]1zud  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): \N-3JOVy  
FSz<R*2  
• FWHM-直径:0.5mm QrFKjmD<  
• 边缘宽度:50um R'vNJDFY  
• 效率:>95% y$di_)&g  
• 信噪比(SNR):>30dB 1he5Zevm}  
• 杂散光:<5% Jqgm>\y  
G=Lg5`3;,  
AEx VKy  
-{C Gn5]_#  
5.设计方案 4i&Rd1#0dI  
3P>1-=  
T.')XKP)1N  
• 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)。 Tb;,t=;u  
• 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)。 oa=TlBk<  
gMZ+kP`  
{jwLVKT$  
3G<4rH]  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 4Z=`;  
oC} u  
}CZw'fhVWO  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 0s{7=Ef  
• 用户必须输入所需的信息 L^Q;M,.c;  
- 入射场 PJ?C[+&  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 5`:d$rv  
- 系统参数 X<$DNRN  
- 制造条件 Bxw(pACf  
01&E.A  
<]DUJuF-M  
d-m.aP)y:  
7.设计过程 \RPwSx  
UU[z\^w| E  
.}Xf<G&  
-&]!ig5v  
qP&:9eL  
\/\w|j  
9;\mq'v%  
设计和优化过程由两步完成: b5Q>e%i#  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 :?y Ma$  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 Fsx<Sa  
Wi!"V cn  
8.系统模拟 }a9G,@:k  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 u3,O)[qV  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 lsOfpJ  
• 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。 34N~<-9AY  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 Ok\X%avq  
1iLU{m9  
1kUlQ*[<|  
h9}*_qc&kV  
9. 初始几何光学设计的结果 dT?3Q;>B?  
XpE847!soL  
Ks6\lpr  
dVHbIx  
rMZuiRz*  
感兴趣的优化函数 \weg%a  
• 效率满足(>95%) M3|G^q:l  
• 信噪比不满足(<30db) s/C'f4  
• 杂散光不满足(>5% gJrWewEe  
@@{5]Y  
K r|.I2?"  
p nI=  
<Up ?w/9  
10. 后续IFTA优化后的结果 GQCdB>   
       g|$;jQ\_  
x{<l8vL=-c  
Qe ip h  
j4 #uj[A  
8=joVbs  
感兴趣的优化函数 $of2lA  
• 效率满足(>95%) kL0K[O  
• 信噪比满足(<30db) S7PWP< 9  
• 杂散光满足(<5%) 4G&dBH  
$8HiX6r  
11.总结 Yb/*2iWX  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 |Rhqi  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 G\;6n  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 x(eX.>o\  
• 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。 \( #"g  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 PRTjXq6)5  
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