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2024-11-06 07:55 |
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。 k*\=IacX0 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。 z;UkK
xz YvD{> 2.模拟任务 VmrW\rH@ a3]'%kKp DOE: M:h~;+s 相位型衍射 )K\w0sjR 光束整形器 eHG**@"X 直径:2mmx2mm + oyW_!( 形状:圆形 NL))!Pi 相位级次:16 u79.`,Ad& NG@9}O
r7sPFM 3.建模任务:入射光场 Kd
CPt! ~DcX}VCm 高斯准直激光光束的光束参数 0Ph,E rWF~aec • 波长:632.8nm !G3O!] • 激光光束直径(1/e2):1mm |SXMd'<3`Z FLY#
]c8lZO> ciI;U/V 4.建模任务:期望输出光场 YD$fN"}- iNf+ -C3 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): ws4a(1 yef@V2Z+ • FWHM-直径:0.5mm mKynp • 边缘宽度:50um %WHue • 效率:>95% yL&F!+(/Ix • 信噪比(SNR):>30dB N5[QQtQ • 杂散光:<5% <LQwH23@ Ph2jj,K
#sy)-xM _OP75kv 5.设计方案 <9YRSE[Ed K~AQ) ]pJI • 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)。 Q u2W • 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)。 r8+{HknB; #Zk6
i;`rzsRb JC}y{R8 6. 衍射光束整形器会话编辑器 SfQ,uD6 lM"@vNgK • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 i3s-l8\\z • 用户必须输入所需的信息 ` :Am#"j]} - 入射场 nRN&u4 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) YY{S0jnhF - 系统参数 &%L1n?>Q} - 制造条件 _kl.zw% "n:z("Q*
$`x4|a8- ,*8}TIS(s 7.设计过程 T?:Vw laE 5`*S'W}\>
#, W7N_mt ZY +NKb_
$0V<wsVM *xA&t)z(i 设计和优化过程由两步完成: #g\O*oYaw 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 wlKfTJrn& 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ?SRG;G1 w_q{C>-cR 8.系统模拟 d%NO_=I. • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 SaMg)s~B • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 i5w • 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。 c?"#x-<1s • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 y|Tb&XPD J,%v`A ~N
z{Z'2 ,# \I1+J9Gl 9. 初始几何光学设计的结果 r ,D
T> 03L+[F&"?
nAG2!2_8 $(K[W} 感兴趣的优化函数 *=mtt^yZ • 效率满足(>95%) i[sHPEml(5 • 信噪比不满足(<30db) d4t%/ Uh • 杂散光不满足(>5% j[k&O)A{C lt`(R*B%
py VTA1 <43O,Kx'Su 10. 后续IFTA优化后的结果 1[OCoj o< Lqq
RuKi
?%dsY\ O{SP4|0JV
RTHD2 !f[LFQD 感兴趣的优化函数 3&:Us|} • 效率满足(>95%) fmrd 7*MW • 信噪比满足(<30db) YAQ]2<H • 杂散光满足(<5%) |N/Grk4 6^y*A!xY 11.总结 ]Qm$S5tU • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 s9+Rq*Qd • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 AP5[}$TT • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 0F> ils • 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。 5&Al • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。
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