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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。 |pqpF?h5|  
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。 ?/( K7>`  
{nefS\#{  
2.模拟任务 ".%LBs~$  
ib_Gy77Os  
DOE: VK;x6*Y  
相位型衍射 lF( !(>YZ  
光束整形器 0EOX@;}  
直径:2mmx2mm CD_f[u  
形状:圆形 -y?Z}5-rs  
相位级次:16 $O'2oeM  
e<4z)  
lM,zTNu-z  
3.建模任务:入射光场 rcx;3Vne  
p*,P%tX  
高斯准直激光光束的光束参数 >k}/$R+  
UD2<!a'T  
• 波长:632.8nm Wk?|BR]O  
• 激光光束直径(1/e2):1mm S=,1} XZ  
Oq,.Kz  
(QSWb>np  
Q!X_&ao )O  
4.建模任务:期望输出光场 VaSNFl1_M  
AvE^ F1  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): i*R:WTw#  
W \}}gIEM+  
• FWHM-直径:0.5mm .)> /!|i  
• 边缘宽度:50um Nf'dT;s.N  
• 效率:>95% xH_ie  
• 信噪比(SNR):>30dB :{:?D\%6  
• 杂散光:<5% yvWzc uL#  
`B\KS*Gya#  
= 6<w'>  
T[h}A"yK;  
5.设计方案 K#UA M .  
#)A?PO2  
• 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)。 9/daRq$  
• 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)。 8[1DO1*P  
rtL9c w5  
Mc7<[a  
G^rh*cb K  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 #)mkD4  
QP5:M!O<)  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 5V nr"d  
• 用户必须输入所需的信息 +< \cd9  
- 入射场 .;Utkf'I  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) i %hn  
- 系统参数 aI{@]hCo  
- 制造条件 ,}IER  
IEoR7:  
|g\.5IM#W  
t7oz9fSz=?  
7.设计过程 k;fnC+Y$s  
$sc8)d\B  
Rhv".epz  
j+13H+dN  
}8V;s-1  
2gL[\/s  
设计和优化过程由两步完成: y>7VxX0xi  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 {`K]sa7`  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 %<=vbL9  
|T$a+lHMD  
8.系统模拟 i. u15$  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 1x\W52 1  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 dVVvG]  
• 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。 +wz`_i)!  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 Sa[EnC  
p21=$?k!;  
BBU84s[  
K*Nb_|~  
9. 初始几何光学设计的结果 p~, 3A:i  
##`;Eh0a  
!QQ<Ai!E  
9Nag%o{*S>  
感兴趣的优化函数 &Qtp"#{  
• 效率满足(>95%) \}u7T[R=`  
• 信噪比不满足(<30db) 3d#9Wyxs  
• 杂散光不满足(>5% q-3J.VLJ5H  
lk*0c {_L  
8V=HyF#  
S& ,Ju%  
10. 后续IFTA优化后的结果 tv@Z 5  
       } Jdh^t.  
<nOuyGIZ  
NWQPOq#  
,NaV [ "9$  
1%SJ1oY  
感兴趣的优化函数 A{i][1N  
• 效率满足(>95%) ,<Grd5em.  
• 信噪比满足(<30db) }j5R@I6P  
• 杂散光满足(<5%) X|-v0 f  
OUlxeo/  
11.总结 d6t)gG*5  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 I5TQ>WJbf  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 rSF;Lp)}  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 t3  uB  
• 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。 ;Xfd1    
• 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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