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infotek 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。 =((#kDrN  
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。 :Q"]W!kCs  
_=8x?fC:rl  
2.模拟任务 *tO7A$LDT  
pzHN:9r  
DOE: H/Y ZwDx,i  
相位型衍射 Q]A;VNx  
光束整形器 }n oI2.-#  
直径:2mmx2mm 8E ^yHd4Y  
形状:圆形 T)qD}hl  
相位级次:16 P$4G2>D8dg  
w SBDJvI  
kuqf(  
3.建模任务:入射光场 Mq8jPjL  
Z@=#ry  
高斯准直激光光束的光束参数 ^LX1&yT@  
X~G!{TT_x6  
• 波长:632.8nm FhHcS>]:.  
• 激光光束直径(1/e2):1mm `c ^2  
/T!S)FD\/v  
Z>{3t/`  
-P^ 6b(  
4.建模任务:期望输出光场 |ffM6W1:  
ehPrxIyC  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 4&2aJ_ 2 y  
2r^|  
• FWHM-直径:0.5mm %c*azo.  
• 边缘宽度:50um ;|5m;x/a  
• 效率:>95% ^Bf@ I  
• 信噪比(SNR):>30dB F\ yxXOI  
• 杂散光:<5% CD;C z*c  
}PTYNidlR  
+'Ec)7m  
06|+ _  
5.设计方案 a2 e-Q({  
qCi6kEr  
• 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)。 J] ^)vxm3  
• 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)。 $*tq$DZ4&  
@2yi%_ ]h  
y2bL!Y<s9  
^F"Q~?D)  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 yZE"t[q#O  
]L@VpHEj  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 C0eP/d  
• 用户必须输入所需的信息 W2e~!:w  
- 入射场 '5\7>2fI  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ( 6|S42  
- 系统参数 (iXo\y`z  
- 制造条件 (p08jR '5  
&`[y]E'  
{f3&s4xj=  
t."hAvRL  
7.设计过程 2"*7H S  
9=p^E#d  
D<B/oSy  
@0S3`[/U  
wg\*FfQn  
RsIR}.*  
设计和优化过程由两步完成: ua# sW  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 &^KmfT5C  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 f0]8/)  
5}@6euT5$  
8.系统模拟 >DeG//rv  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ,iY/\ U''  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 qPY OO  
• 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。 P~$FgAV  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 MQ>.^]B]o  
!$P +hX`  
_R-[*ucq  
u;rK.3o  
9. 初始几何光学设计的结果 Ao~ZK[u  
,y@`wq>O  
+Bk" khH  
*&]x-p1m  
感兴趣的优化函数 SV*h9LL  
• 效率满足(>95%) O&YX V  
• 信噪比不满足(<30db) t>p!qKrE'J  
• 杂散光不满足(>5% chv0\k"'  
G66A]FIg  
1sKKmtgH  
V~ph1Boz2  
10. 后续IFTA优化后的结果 02OL-bv}HS  
       $xqI3UaX  
{a -bew  
D.elE:  
wmbjL=f Ia  
iy_'D  
感兴趣的优化函数 6) {jHnk)  
• 效率满足(>95%) cz<8Kb/XV  
• 信噪比满足(<30db) foY=?mbL  
• 杂散光满足(<5%) ip6$Z3[)  
l`D^)~o8  
11.总结 3";Rw9  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 Zo`Ku+RL2'  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Du@?j7&l=$  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 %%J)@k^vH  
• 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。 ? ->:,I=<~  
• 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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