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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。 LFtnSB8 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。 +YXyfTa Yf|+p65g 2.模拟任务 Tk)y*y 1_%3cN. DOE: RxcX\: 相位型衍射 po!0j+ r3 光束整形器 @N34 Q-l 直径:2mmx2mm =ayl~"bW 形状:圆形 e_7a9:2e 相位级次:16 &!_>J0 64Q{YuI
U",kAQY 3.建模任务:入射光场 dQTJC
%]O 7h0LR7 高斯准直激光光束的光束参数 ZxY%x/K pFhznH{0 • 波长:632.8nm *IfLoKS' • 激光光束直径(1/e2):1mm 7iT#dpF/A bvi
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SK#;/fav6 'jqkDPn 4.建模任务:期望输出光场 wm_xH_{F rdSkGb 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): /U+0T>(HS sBt,y_LW • FWHM-直径:0.5mm [Q6PFdQ_JT • 边缘宽度:50um &i$p5 • 效率:>95% 9n%vz@X • 信噪比(SNR):>30dB Igrr"NuDZ • 杂散光:<5% h:[%' htz c7Jfo
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!o1+#DL)MU !E#FzY!}Pl 5.设计方案 @T)kqT B _k+Oa2! • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 C/_Z9LL?F • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 8Q4yllv4 b9X"p*'p
b"k1N9 9#cPEbb~ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 m - ]E| %OE
(?~dq • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Y?IvG&]) • 用户必须输入所需的信息 lsq\CavbM - 入射场 %m )vQ\Vtx - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) }6b" JoC - 系统参数 <5BNcl\ZL - 制造条件 o+*7Q! 4z6kFQgu
NpI "XQ '3Ro`p{ 7.设计过程 ^Q,-4\ec %1h%#/#[
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(}*1,N!# xe`SnJgA 设计和优化过程由两步完成: Zm x[:- 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 (_IP z)F 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 eU(cn8/} q[}W&t, 8.系统模拟 ;V v.$mI • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 cfSQqH • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 `]F}O \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。 tw
k • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 \&BT#8ELG ^J~5k,7jX
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}o[NB 9. 初始几何光学设计的结果 'u}OeS"f 1EiSxf
jEMnre3/ 2,'~' 感兴趣的优化函数 OjWg>v\v • 效率满足(>95%) 1 EL#T& • 信噪比不满足(<30db) pddumbp • 杂散光不满足(>5% ,,8'29yEq U5:5$T,C
;.+C H"NBjVRU% 10. 后续IFTA优化后的结果 7x=-1wbi VW\xuP
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Lo*vt42{4 感兴趣的优化函数 \)M
EM=U • 效率满足(>95%) o)WzZ,\F^J • 信噪比满足(<30db) B,b^_4XX$ • 杂散光满足(<5%) :d1Kq _\K O-(gkE 11.总结
VXPsYR& • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 OE/r0C<& • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 tq=7HM • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 "Wg5eML0 • 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。 }xJ!0<Bs • 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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