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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。 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~a ec  
• 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"}-  
i Nf+ -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;`r zsRb  
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  
$(K[W}  
感兴趣的优化函数 *=mtt^yZ  
• 效率满足(>95%) i[sHPEml(5  
• 信噪比不满足(<30db) d4t %/Uh  
• 杂散光不满足(>5% j[k&O)A{C  
lt`(R*B%  
py VTA1  
<43O,Kx'Su  
10. 后续IFTA优化后的结果 1[OCojo<  
       Lqq RuKi  
?%dsY\  
O{SP4|0JV  
RT HD2  
!f[LFQD  
感兴趣的优化函数 3&:Us| }  
• 效率满足(>95%) fmrd 7*MW  
• 信噪比满足(<30db) YAQ]2<H  
• 杂散光满足(<5%) |N/Grk4  
6^y*A!xY  
11.总结 ]Qm$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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