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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。 (1#J%  
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。 <J^MCqp!v  
?Y@N`S  
2.模拟任务  4^M  
)jt #=9ZQ  
Hv2De0W  
DOE: EOCN&_Z;  
相位型衍射 [eC2"&}  
光束整形器 gHo?[pS%y  
直径:2mmx2mm gP;&e:/3  
形状:圆形 Z'\h  
相位级次:16
V,cBk  
Evedc*z~P  
=>_\fNy  
3.建模任务:入射光场 ))"6ern  
abyo4i5T  
XCBL}pNkR  
高斯准直激光光束的光束参数 "g1)f"pL  
~{jcH  
• 波长:632.8nm CLUW!F  
• 激光光束直径(1/e2):1mm Eea*s'  
sVOyT*GY  
G|!on<l&  
?vbvBu{a  
4.建模任务:期望输出光场 oC0qG[yp9S  
V6@o]*  
=w{Z@S(ukz  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): ivN&HAxI@  
$w`=z<2yo1  
• FWHM-直径:0.5mm $7^o#2 B  
• 边缘宽度:50um gcl5jB5)>  
• 效率:>95% =Jyu4j *}  
• 信噪比(SNR):>30dB (&F ,AY3A  
• 杂散光:<5% ,Ge"anO  
|R/%D%_g  
"i[@P)  
VgZsB$Ori  
5.设计方案 62ws/8d6f  
<h:x=  
kY-N>E:  
• 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)。 GkQpELO:  
• 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)。 J;8IY=  
0"28'  
`xqr{lhL  
!ug8SAOaz/  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 ~d|A!S`  
] Zy5%gI  
1SCR.@ k<  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 gc-@"wI?  
• 用户必须输入所需的信息 {Tq_7,8  
- 入射场 N_W}*2(  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) $QN"w L||  
- 系统参数 .$+#1-  
- 制造条件 "&G/T ?4  
Bg x'9p/  
*zb Nd:i9  
i:Y^{\Z?V  
7.设计过程 1mOh{:1u  
Y 5- F@(  
iT gt}]L  
JfLqtXF[&"  
v$?+MNks  
7:plQ !7^  
8]/bK5`  
设计和优化过程由两步完成: 7&jTtKLj  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 MyJ%`@+1  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 DgId_\Ze  
1 ySk;;3  
8.系统模拟 Vc&! OE  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 K*K,}W&}  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 zPn+ V7F  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 gmw|H?]  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 h-q3U%R4}@  
*\+\5pu0  
}YGV\Nu  
! >(7+B3E*  
9. 初始几何光学设计的结果 n' n/Tu   
O_oPh] x)  
bnf'4PAt  
s~ a"4~f  
`2("gUCm  
感兴趣的优化函数 naG=Pq<  
• 效率满足(>95%) %g{X?  
• 信噪比不满足(<30db) |W,& Hl7  
• 杂散光不满足(>5% e^6)Zz1\  
p& y<I6a,  
% ?0:vn  
g:g\>@Umo  
h \fjBDU^  
10. 后续IFTA优化后的结果 4VJ-,Z  
       Aza /6OL  
x9UX!Z5*>  
X`kk]8 =  
3`t#UY).F  
:%t U'w  
感兴趣的优化函数 deBY5|  
• 效率满足(>95%) o[Q MTP  
• 信噪比满足(<30db) T0wW<_jh  
• 杂散光满足(<5%) UOv+T8f=  
I667Gz$j5  
11.总结 H%qsjB^  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 F~R;n_IJ  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 q6McGHT  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 eBZXI)pPh  
• 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。 QO<jI#  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 kyR:[+je  
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