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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。 }>?"bcJ  
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。 cB4p.iO   
aWMEo`O%  
2.模拟任务 JDm7iJxc_  
NplkhgSj  
DOE: S*a_  
相位型衍射 ? q hme   
光束整形器 ("_tML 8/p  
直径:2mmx2mm fMIKA72>{  
形状:圆形 Z$ 6yB  
相位级次:16 "%)^:('Ki  
T^.W'  
B#K2?Et!t  
3.建模任务:入射光场 "hXB_73)V  
usOIbrQ  
高斯准直激光光束的光束参数 ^?gs<-)B  
n##d!d|g  
• 波长:632.8nm M UqV$#4@I  
• 激光光束直径(1/e2):1mm Q~G>=J9  
Uv(Uj3D  
'>"-e'1m(  
qY%{c-aMA  
4.建模任务:期望输出光场 2z[A&s_  
Auf2JH~  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): s(M8 Y  
Qh@A7N/L  
• FWHM-直径:0.5mm J(%kcueb  
• 边缘宽度:50um #ZPy&GIr  
• 效率:>95% l} UOg   
• 信噪比(SNR):>30dB 9UeK}Rl^n  
• 杂散光:<5% mdPEF)-  
mLL?n)   
kc-v(WIC  
M}BqSzd*  
5.设计方案 xbhU:,o  
Z}4 `y"By  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 y}!}*Qj+/  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 ,1&</R_  
>6"u{Qmr  
({#M*=&"  
J,j!  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 -VlXZj@u+  
uQlQ%n%  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ::A]p@  
• 用户必须输入所需的信息 Wf>scl `s  
- 入射场 C"!k`i=Lj  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) uGMmS9v$ J  
- 系统参数 o `N /w  
- 制造条件 x-HN]quhe  
7;;HP`vY  
#DFfySH)A  
BR [3i}Ud  
7.设计过程 b 6B5  
CDTM<0`%  
9akIu.H  
PhOtSml0  
W6 U**ir.  
;}k9YlQrN  
设计和优化过程由两步完成: Z&E!m   
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Au-h#YV  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 U%nLo[k  
3/q) %Z^=  
8.系统模拟 5x:dhkW  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ;5 JzrbtL  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 l4+Bs!i`  
• 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。 -*T<^G;rK  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 nD51,1>  
=~f\m:Y  
BQfq]ti  
96FS-`  
9. 初始几何光学设计的结果 <4|/AF*>  
3EN(Pz L  
o6[aP[~F  
n$O[yRMI[  
感兴趣的优化函数 J@vL,C)E6  
• 效率满足(>95%) C>:'@o Z  
• 信噪比不满足(<30db) 7A mnxFC  
• 杂散光不满足(>5% J*} warf&  
Ghb Jty`  
LnZC)cL P/  
;mAlF>6]\  
10. 后续IFTA优化后的结果 2/W5E-tn  
       )Z0bMO<  
j aEUz5  
.h7`Q{  
:7 P/ZC%  
NB|yLkoDyI  
感兴趣的优化函数 W1T% Q88  
• 效率满足(>95%) ^L@2%}6b`  
• 信噪比满足(<30db) |r%NMw #y  
• 杂散光满足(<5%) v{[:7]b_=  
4Lb!Au|Y  
11.总结 /5$;W 'I  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 W#.+C6/  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 C3"5XR_Ov  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 x<fF1];  
• 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。 Sd |=*X  
• 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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