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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。 ^=^$tF 展示了可能的期望需求,设计,优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 (?vK_{ KF+mZB 2.模拟任务 >L gVj$Z B@ {&< DOE: (ew}
gJ 相位型衍射 @D~B{Hg 光束整形器 t0q_>T-kt 直径:2mmx2mm [F+,YV%t 形状:圆形 \@K~L4> 相位级次:16 Di> rO038 ;FU|7L$H
?Nf
5w 3.建模任务:入射光场 *:g_'K"+ nU2V]-qY 高斯准直激光光束的光束参数 >^=gDJ\a A?8\Y{FQ • 波长:632.8nm |f\D>Y%) • 激光光束直径(1/e2):1mm Z.'syGuV :'}@Al9=>
<*<U!J-i dFW.}"^c 4.建模任务:期望输出光场 $e
}n je%l dY]/@ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): m2xBS!fm @E%DP9.I • FWHM-直径:0.5mm dY!u)M;~~ • 边缘宽度:50um <r~wZ}s • 效率:>95% w^HjZV • 信噪比(SNR):>30dB jAC78n,Fi@ • 杂散光:<5% [ ny6W9 RNWX.g)b
Y.sz|u 1 L%t@,O#, 5.设计方案 x GH1epf /:Lu_)5 • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 U%>'" • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 8AL\ST51x" l+'F_a
F PR`tE gl8Ib<{ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 <{Q'&T I4=Xb^Ux • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
|yKud • 用户必须输入所需的信息 ;a
r><w - 入射场 @MbVWiv - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) MsOs{2
)2 - 系统参数 r2\c'9uH - 制造条件 nlc.u}# G$bJ+
]s_8A`vm )8,|-o= 7.设计过程 Da.G4,vLh Q.Aa{d9e
Q@S-f:! mJ5H=&Z
skg|>R,kE fjG&`m#" 设计和优化过程由两步完成: ny*i+4Mb 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 $B (kZ 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 O_~7Glu n3KI+I%nQ 8.系统模拟 #7G*GbKY • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ,$lemH1d • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Um`!% • 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>%'0 • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 `3 cCH 4hs)b
eiVC"0-c} pG3k 9. 初始几何光学设计的结果 |nUl\WRd\ WXw}^v
I/6)3su% 1q7tiMvV- 感兴趣的优化函数 lLhL`C! • 效率满足(>95%) fmX!6Kv • 信噪比不满足(<30db) `G9 l • 杂散光不满足(>5% H`9Uf) nh+l78
zp}eLm:=d 3SttHu0X 10. 后续IFTA优化后的结果 !69&Ld I:98 $ r$
C1kYl0zR[ GL$De,V
b aV>N[F& 2,q}Nq 感兴趣的优化函数 }_9,w;M$ • 效率满足(>95%) =FP0\cQ. • 信噪比满足(<30db) co8"sz0(U • 杂散光满足(<5%) o\b- _E5"? ia @'%8 11.总结 r!1D*v5&: • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 MRNNG6TUs • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 'k0[rDFc#3 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 `l;n:]+ • 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。 "*1f;+\ • 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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