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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。 RD{jYr;  
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。 Vk0O^o  
,A[HYc|uy  
2.模拟任务 r8^1JJ~\  
`Bkba:  
g6 7*Bs  
DOE: O}IS{/^7  
相位型衍射 ~aA+L-s|  
光束整形器 6kIq6rWF9  
直径:2mmx2mm f 4!^0%l  
形状:圆形 ,!sAr;Rk`  
相位级次:16
JK,#dA#  
;#r tV;  
V!]e#QH;  
3.建模任务:入射光场 [}P|OCW  
nqiy)ZN#R  
~)oC+H@{  
高斯准直激光光束的光束参数 %\:.rs^  
M7jDV|Go  
• 波长:632.8nm sI*( MhU  
• 激光光束直径(1/e2):1mm |mMW"(~  
c{FvMV2em  
yKDg ~zsh  
*2;w;(-s  
4.建模任务:期望输出光场 v,g,c`BjK  
\?g)jY  
^+,mxV'8!  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): i}+dctg/  
4I{|M,+  
• FWHM-直径:0.5mm s2w .V O  
• 边缘宽度:50um $t}L|"=8X  
• 效率:>95% ~jF5%Gu  
• 信噪比(SNR):>30dB ^0X86  
• 杂散光:<5% S&.DpsK  
H3 `%#wQ0j  
Jc{zi^)(EN  
Kpj0IfC,10  
5.设计方案 =_ -@1 1a  
0{AVH/S  
eN}FBX#'  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 tk1qgjE(?  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 !u4oo-  
d&R/fIm  
@X1>Wv|[  
3=;iC6 `  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 CHBCi) '6h  
;y"E}h  
&Hh%pY"  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 mYa0_P%^  
• 用户必须输入所需的信息 /xf %Rp4}  
- 入射场 2!&:V]  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) (sr_& 7A  
- 系统参数 Q v{q:=k  
- 制造条件 Ev$?c9*>  
L$(W* PG}  
1j0yON  
tYmWze. j  
7.设计过程 ,`-6!|:  
/*D]4AK  
8?I(wn  
3n6_yK+D  
q;B-np?U  
|? r,W ~9`  
UN,@K9  
设计和优化过程由两步完成: 2psLX  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 !>t |vgW  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 z,DEBRT+  
"d.qmM  
8.系统模拟 2v%~KV  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 sfVtYIu  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ;t*45  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 `n5|4yaG~  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 &x;v&  
Fz>J7(Y.j  
/=Q7RJ@P  
npbNUKdz  
9. 初始几何光学设计的结果 'SOp!h$  
ze,HN Fg@>  
jQsucs5$h  
5 QMu=/  
. 6Bz48*  
感兴趣的优化函数 *K m%Vl  
• 效率满足(>95%) (*"R"Y  
• 信噪比不满足(<30db) h'kgL~+$  
• 杂散光不满足(>5% vco:6Ab$  
})T_D\2M  
r 97 VX>  
{!6!z,  
= #ocp  
10. 后续IFTA优化后的结果 KvktC|~?  
       /r}t  
ZJ+q<n_4}  
D!)'c(b  
=%$ _)=}J  
N}\$i&Vi  
感兴趣的优化函数  l R;<6  
• 效率满足(>95%) O!/J2SfuDH  
• 信噪比满足(<30db) { -<h5_h@  
• 杂散光满足(<5%) s u![ST(  
d!w32Y,.  
11.总结 QGLfZvTT  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 ~Bj-n6QDE  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ;:"~utL7  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 m6'YFpf)V  
• 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。 VbA#D4;  
• VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 1z[WJ}$u  
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