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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。 aA!@;rR<yU  
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。 mJU>f-l  
|rG8E;>  
2.模拟任务 U]1>?,Nk'3  
?^F*"+qI  
~M|NzK_9  
DOE: $L $j KNwf  
相位型衍射 Jc9@VxWY  
光束整形器 _S[Rvb1e   
直径:2mmx2mm $NH`Iu9t  
形状:圆形 6tCV{pgm  
相位级次:16
W\ZV0T;<]  
C{U[w^X  
x|P<F2L  
3.建模任务:入射光场 C"V?yDy2~  
n:{-Vvt  
|~1rKzZwF  
高斯准直激光光束的光束参数 yAZ.L/jyr  
Z)b)v  
• 波长:632.8nm 0DW'(#`  
• 激光光束直径(1/e2):1mm T/X?ZK(T  
rVc zO+E  
AOq9v~)z-  
4OB~h]Vc  
4.建模任务:期望输出光场 N69eI dl  
!kjr> :)x  
TWD|1 di0  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): DT1i2!  
iLI.e rm  
• FWHM-直径:0.5mm pfT`WT  
• 边缘宽度:50um H_xQ>~b  
• 效率:>95% .j]OO/,  
• 信噪比(SNR):>30dB x1BDvTqW  
• 杂散光:<5% ;Fwm1ezx0  
e{#a{`?Uez  
,AFC1t[0  
NC[GtAPD3  
5.设计方案 OGD8QD  
?Sd~u1w8K  
r5fz6"  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 \M1M2(@pDJ  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 {O3oUE+  
^~*[~  
LbmB([p  
A(!ZZ9 Wc  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 8 MACbLY  
MSm`4lw  
~*Sbn~U  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 osgS?=8  
• 用户必须输入所需的信息 Jr*S2 z<*  
- 入射场 ")[Q4H;V  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) r>:7${pF  
- 系统参数 =-s20mdj  
- 制造条件 (fI&(";t  
^: rNoo  
.]sIoB-54  
B$[%pm`'2  
7.设计过程 po](6V  
TF iM[  
>7v.`m6?H  
>[P7Zlwv4  
,mBKya)  
i2%m}S;D9  
~)_ ?:.Da  
设计和优化过程由两步完成: YO!7D5rV#  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 h9OL%n 7m'  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 EX_sJc  
aSj1P/A  
8.系统模拟 :"+UG-S$6  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ]3 8<ly7  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Hpo?|;3D5  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 :,z3 :PL  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 3K20f8g  
&#my #u^O;  
{@F["YPxy  
r(2'0JQ  
9. 初始几何光学设计的结果 He_(JXTP  
/5'<w(  
f/WM}Hpj  
Sph"w08  
u$@I/q,ou  
感兴趣的优化函数 Z6/~2S@  
• 效率满足(>95%) 0gb]Kjx  
• 信噪比不满足(<30db) eYSGxcx  
• 杂散光不满足(>5% S%gO6&^  
C.e|VzQa  
E `j5y(44  
?m r@B  
![D,8]GD  
10. 后续IFTA优化后的结果 hv8[_p`>  
       7 te!>gUW  
_(kwD^x6O{  
{Ljl4Sp&  
6l]?%0[*  
wj5s5dH  
感兴趣的优化函数 y<x_v )k-  
• 效率满足(>95%) yc4f\0B/  
• 信噪比满足(<30db) pz6- hi7  
• 杂散光满足(<5%) 1eyyu!  
<[f2ZS6  
11.总结 eHyuO)(xH1  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 T2PFE4+Dp  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 IS*"_o<AR  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 T(Gf~0HYF  
• 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。 d*:qFq_  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 f I-"8f0_  
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