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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。 !jq6cND  
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。 qWRMwvN{  
:|Nbk58  
2.模拟任务 {$:13AnK   
B "zg85 e  
XRz6Yf(/  
DOE: m8^2k2  
相位型衍射 %9Fg1LH42r  
光束整形器 1AV1W_"  
直径:2mmx2mm /iuNdh  
形状:圆形 A3pQ?d[  
相位级次:16
@}!$NI8  
8HA=O ?Cg  
p&l:937  
3.建模任务:入射光场 2A ,36,  
Cjk AQ(9  
'oL[rO~j  
高斯准直激光光束的光束参数 ahv=HWX k  
@il}0  
• 波长:632.8nm O^% ace1  
• 激光光束直径(1/e2):1mm += ~}PF  
i}"JCqo2  
-- FtFo  
6Ymk8.PF  
4.建模任务:期望输出光场 5&@U T  
S c Kfr  
p<19 Jw<  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): hI{Yg$H1  
,sl.:C4  
• FWHM-直径:0.5mm Nq6CvDXi  
• 边缘宽度:50um dtl<  
• 效率:>95% ".<p R} qp  
• 信噪比(SNR):>30dB IpmREl $j  
• 杂散光:<5% o2jB~}VMl  
lM,:c.R  
y<(.,Nb8  
n #/m7  
5.设计方案 u;g}N'"  
1<|I[EI  
0O4mA&&!oK  
• 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)。 ,_zt? o\  
• 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)。 fZgU@!z  
a $:N9&P  
Lr:K0A.Ch  
~vF o 0k(  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 7^=jv~>wP  
M-|2W~YU  
1Tr=*b %f  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 RBwV+X[B  
• 用户必须输入所需的信息 B=`!  
- 入射场 S:QEHd_C  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) R FiR)G ,  
- 系统参数 xRN$cZC  
- 制造条件 V485Yn!$(  
S5TT  
JN)t'm[kyE  
p<34}iZ  
7.设计过程 .`XA6e(8KR  
cTp+M L  
]S ,GHPEN  
8<!9mgh  
FG\?_G  
[y>.)BU  
Q2JjBV<  
设计和优化过程由两步完成: \gpKQt0  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 S:s^si2/  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 -X \v B  
OQvJdjST  
8.系统模拟 etVE8N'  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 owhht98y(  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 $49tV?q5  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 M(f'qFY=K  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 ><qE5D[  
v%^H9aK_  
QCw<* Id+  
'P#I<?vB  
9. 初始几何光学设计的结果 sx\7Z#|  
m<4Lo0?nS  
FC#Q tu~J  
l ,.;dw  
_guY%2% yR  
感兴趣的优化函数 3Y8 V?* 1|  
• 效率满足(>95%) #Uu"olX7  
• 信噪比不满足(<30db) QR)eJ5<  
• 杂散光不满足(>5% ]\U'_G2]  
}f}&|Vap  
OH w6#N$\  
xj<SnrrC]u  
G'Y|MCKz>  
10. 后续IFTA优化后的结果 Fz% n!d  
       ) LG/n  
9^tyjX2  
plq\D.C  
ghl9gFFj  
%O${EN  
感兴趣的优化函数 qz&)|~,\C  
• 效率满足(>95%) )UJMmw\  
• 信噪比满足(<30db) 5{> cfN\q  
• 杂散光满足(<5%) Z"jo xZ  
rgCId@R  
11.总结 53QP~[F8R]  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 W=*\4B]  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 n|.;g!QDA  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 JY,+eD  
• 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。 92i# It}-/  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 va0 a4s1O  
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