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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。 9AxeA2/X  
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。 [ ; $(;  
<DM /"^*  
2.模拟任务 u$"dL=s!  
$GR 3tLzK:  
DOE: C XZO  
相位型衍射 vwlPFr Ll  
光束整形器 +a{P,fRl@  
直径:2mmx2mm POl[]ni=>  
形状:圆形 FBR]) h'Z  
相位级次:16 8l, R|$RKP  
RkrZncBgV<  
ep<O?7@j-G  
3.建模任务:入射光场 h{R>L s  
/hojm6MM  
高斯准直激光光束的光束参数 +8rG Stv  
+;H-0Q5  
• 波长:632.8nm w=]bj0<A=  
• 激光光束直径(1/e2):1mm 3Pj 6(cf  
z^KMYvH g  
y" (-O%Pe  
d^0vaX6e}  
4.建模任务:期望输出光场 %LH~Im=  
B ``)  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): efK|)_i :  
7V^\fh5~  
• FWHM-直径:0.5mm Y6>@zznk  
• 边缘宽度:50um  2]$ 7  
• 效率:>95% 'T8(md299  
• 信噪比(SNR):>30dB Ic%c%U=i  
• 杂散光:<5% vp"b_x1-  
gCVgL]jj(  
WB: NV=&^  
^9{mjy0Q  
5.设计方案 0""t`y&  
ot"3 3I  
• 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)。 ifA)Ppt<`  
• 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)。 &vDK6w,  
OwdA6it^f  
O>5xFz'm  
u~WE} VC  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 W+F^(SC\  
Qx B0I/ {  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 k u@sQn  
• 用户必须输入所需的信息 %Km^_JM  
- 入射场 P6n9yJ$,cb  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) z qM:'x*  
- 系统参数 w?r   
- 制造条件 oi@hZniP?  
lWVvAoe  
#s4v0auK  
b,Z\{M:f;F  
7.设计过程 n<}t\<LG^c  
|f :1Br  
gPo3jwo$  
j9V*f HK  
cc*xHv^  
J%Cn  
设计和优化过程由两步完成: F5hOKUjv  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 TA2?Ia;@xV  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 {Q%"{h']  
_iJ8*v 8A  
8.系统模拟 =54"9*  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 mbij& 0  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Lrr1) h  
• 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。 wM]j#  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 yF~iVt  
sX8?U,u  
h#Z5vH  
q ,C)AZ  
9. 初始几何光学设计的结果 1x"S^j   
%,Pwo{SH  
<~rf;2LZ  
p$qpC$F  
感兴趣的优化函数 UBgheu  
• 效率满足(>95%) dbmty|d  
• 信噪比不满足(<30db) a*qf\ &Vb|  
• 杂散光不满足(>5% aUqVcEU1  
?3I93Bt7  
n1"QHA  
7sC8|+  
10. 后续IFTA优化后的结果 l2AAEB_C.  
       `8.Oc;*zu  
<9BM%  
2I8 RO\zR  
RPXkf71iM  
x ]6wiV  
感兴趣的优化函数 B.J_(V+  
• 效率满足(>95%) v0d<P2ix  
• 信噪比满足(<30db) Ah_T tj  
• 杂散光满足(<5%) -F]0Py8(  
O%$XgEJ8p  
11.总结 zv Dg1p  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 wva| TZ  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 :~% zX*   
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 hj8S".A_  
• 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。 voD0 u  
• 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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