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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。 N(Sc!rX 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。 QCAoL.v 6"YcM:5~ 2.模拟任务 AEd]nVV Q VSjt|F)t DOE: f"RS,] 相位型衍射 G nPrwDB 光束整形器 5_7y 1 直径:2mmx2mm c4V%>A 形状:圆形 yQ!I`T>a 相位级次:16 s3sPj2e{ E< Y!BT[X
Z_;!f}X 3.建模任务:入射光场 CC
B' 1Eh6ti 高斯准直激光光束的光束参数 8_Nyy/K#F 572{DC&T • 波长:632.8nm H@!]5 <:9 • 激光光束直径(1/e2):1mm lc[)O3,,B J!\oH%FJp
*$Z,kZ^^ .]w=+~h 4.建模任务:期望输出光场 .+(R,SvN%< p|+TgOYOc 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 6UKZ0~R \,S4-~(:! • FWHM-直径:0.5mm 6,cJ3~!48 • 边缘宽度:50um Ef$a&*)PH • 效率:>95% PH$C."Vv • 信噪比(SNR):>30dB )uu(I5St • 杂散光:<5% =}g-N)^ 74r$)\q
r yNe=9p Ozg,6&3ji 5.设计方案 |*$0~mA X;]Ijha<* • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 UvR.?js(O • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 ezb*tN! 3Fw7q"
<? F-v jwpahy;\WL 6. 衍射光束整形器会话编辑器 Du #>y! ;pj,U!{%s\ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 uaE,F^p • 用户必须输入所需的信息 E#R1 - 入射场 [/o BjiBA - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) iNr&; - 系统参数 H'+3<t> - 制造条件 A0,h7<i ,bzC|AK
3rBID 2HO2 7.设计过程 }9kn;rb$g NvC @
xX|f{) < Eh^gR`I
EW`3$J; R"j<C13;% 设计和优化过程由两步完成: T|,/C|L 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Y-lwS-Ii 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 l9e=dV:pH W_6gV 8.系统模拟 +|Izjx]ZV • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 nDcH;_<;9a • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 6L rI,d • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 g&{CEfw& • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 -<L5; Cp+tcrd_s
,Wtgj=1!. W[sQ_Z1C 9. 初始几何光学设计的结果 j\"d/{7Q yuC|_nL
PjofW%7F H_,4N_hL 感兴趣的优化函数 Sk:x.oOZ • 效率满足(>95%) (|#%omLL • 信噪比不满足(<30db) gF`hlYD • 杂散光不满足(>5% `6RccEm V>`9ey!U
~k%XW$cV 6VS_L@ 10. 后续IFTA优化后的结果 \TYVAt]
? FY-eoq0O3
/E3~z0 8H1&=)M=
E62_k
0q }u8g7Nj 感兴趣的优化函数 q6b&b^r+H • 效率满足(>95%) 4 L
5$=V • 信噪比满足(<30db) 2a;[2': • 杂散光满足(<5%) Z?d][zGw 8)MWC: 11.总结 6Eus_aP • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 EG|_YW7 • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 4;@L#Pzt • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 r i)`e • 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。 pFV~1W: • 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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