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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。 aB+Ux< -  
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@=#ry  
?,O{,2}  
2.模拟任务 E_MGejm@  
Y }aa6  
DOE: vn9_tL&  
相位型衍射 ZV$qv=X  
光束整形器 sTU`@}}  
直径:2mmx2mm Ir}r98lz  
形状:圆形 ;*[nZV>  
相位级次:16 1nye.i~  
g,@0 ;uVq  
2r^|  
3.建模任务:入射光场 %c*azo.  
Wf +j/RxTi  
高斯准直激光光束的光束参数 ^Bf@ I  
D4?5 %s  
• 波长:632.8nm ! jm>  
• 激光光束直径(1/e2):1mm }1f@>'o  
BC=U6>`/  
k,LeBCqGcb  
.;8T*  
4.建模任务:期望输出光场 b7^VWX%  
|X,T>{V?y  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): S~.:B2=5K  
PF+v[h;,  
• FWHM-直径:0.5mm DJ2EV^D+P  
• 边缘宽度:50um SxdH %agM  
• 效率:>95% 7y1J69IK  
• 信噪比(SNR):>30dB w O;\,zU  
• 杂散光:<5% T \5 5uQ  
KWq7M8mq  
u[$ \ az7  
&'uFy0d,  
5.设计方案 L1 1/XpR  
wu "6Kyu  
• 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)。 jO)UK.H#  
• 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)。 M.iR5Uh  
2>Bx/QF@<  
`j{q$Y=AG  
Av:5v3%  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 j'Z}; 3y  
 c %w h  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 _h", ,"p#o  
• 用户必须输入所需的信息 G%_6" s  
- 入射场 ?4GI19j  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) <2Lcy&w_M  
- 系统参数 t84(kzcC  
- 制造条件 :_E q(r  
o7' cC?u  
~$-Nl  
!r]elX  
7.设计过程 _-$O6eZ  
&rj3UF@hb  
;O5p>o  
">PpC]Y1  
(F@.o1No%  
{KYbsD  
设计和优化过程由两步完成: Y>LgpO.  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 a<9cj@h  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ^_BHgbS%;  
l ps 6lnh  
8.系统模拟 H7bdL 8/  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 (jv!q@@2C.  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 9t:P1  
• 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。 iLiEh2%P  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 !mLQdkTE  
Q|/uL`_ni  
,&[2z!  
22lC^)`TE  
9. 初始几何光学设计的结果 Ej\EuX  
1~/?W^ir  
ENW>bS8 e`  
J`}5bnFP  
感兴趣的优化函数 `vs= CYs  
• 效率满足(>95%) ~Vq<nkWS  
• 信噪比不满足(<30db) #n&/yYl9(l  
• 杂散光不满足(>5% (GB2("p`  
)2t!= ua  
Qwl=/<p1  
pJ kaP  
10. 后续IFTA优化后的结果 aN9#ATE  
       l`D^)~o8  
l1BbL5#1Q>  
@*Sge LeL  
uJ ;7]  
Esh3 cn4  
感兴趣的优化函数 S0?4}7`A  
• 效率满足(>95%) C%P)_)- -V  
• 信噪比满足(<30db) $t.i)wg +  
• 杂散光满足(<5%) Qx{k_ye`  
o|#Mq"od  
11.总结 |Y#KMi ~  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 j/"{tMqQp  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 v"'Co6fw  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 h&Thq52R  
• 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。 R'bmE:nL  
• 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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