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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。 }S3m wp<Y  
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。 gIep6nq1`|  
Bm"jf]  
2.模拟任务 e{.2*>pH  
X1!m ]s(I  
DOE: '@RlKMnN  
相位型衍射 Fkj\U^G  
光束整形器 !NK8_p|X  
直径:2mmx2mm ;%odN d  
形状:圆形 L{Epkay,{  
相位级次:16 ho ?.\Jq  
VR2BdfKU,  
"EF: +gi#"  
3.建模任务:入射光场 c, \TL ]  
I5>HB;Q  
高斯准直激光光束的光束参数 eI; %/6#  
>Be PE(k  
• 波长:632.8nm a*6x^R;)  
• 激光光束直径(1/e2):1mm Fe%Q8RIh_  
*-T3'beg  
bV|:MW <Wv  
oHB51< }  
4.建模任务:期望输出光场 ~HI|t2C  
FVT_%"%C9  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): S%-L!V ,  
}3j/%oN.(  
• FWHM-直径:0.5mm _;W}_p}q{  
• 边缘宽度:50um ["Ep.7=SU  
• 效率:>95% 1C^6'9o  
• 信噪比(SNR):>30dB 5W>i'6*  
• 杂散光:<5%  nsij;C  
;$&&tEh)  
NtkEb :  
BQ,]]}e43z  
5.设计方案 ;" '` P[  
7&/iuP$.  
• 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)。 +dS e" W9  
• 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)。 "]JE]n}Ulg  
]zmY] 5  
ko@I]gi2  
-OZXl  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 &!2 4l=!  
;B o2$  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 mWsVOf>g  
• 用户必须输入所需的信息 <w+K$WE {  
- 入射场 Y b]eWLv  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) #q9jFW8  
- 系统参数 }I}RqD:`  
- 制造条件 s[nXr   
)}9Ef"v|  
<`9Q{~*=t  
~A}"s-Kq5  
7.设计过程 ]MfT5#(6h  
eEb(TG~,Y  
#n]js7  
AVGb;)x#  
!F/;WjHz  
M-,vX15S  
设计和优化过程由两步完成: F4M<5Yi  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 lV]hjt-L 2  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 SWY?0Pu  
A/lxXy}D  
8.系统模拟 ha1 J^e  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 73A1+2  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 I{ ;s.2  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 I?lQN$A.E  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 BR8z%R  
=7e~L 3 K  
v2gK(&?  
<oS2a/Nd  
9. 初始几何光学设计的结果 qtnLQl"M  
ah>;wW!6/  
i d\0yRBt  
)3=oS1p  
感兴趣的优化函数 8&qCH>Cf  
• 效率满足(>95%) 1>c`c]s3  
• 信噪比不满足(<30db) rOm)s'  
• 杂散光不满足(>5% S)C =Q~&  
Bbz#$M!:  
>7!4o9)c  
P+:FiVj@~  
10. 后续IFTA优化后的结果  4>uz'j<  
       Jt43+]  
usZmf=p-r  
6 K P  
c|X.&<lX  
8iB1a6TlL  
感兴趣的优化函数 z2i?7)(?;A  
• 效率满足(>95%) y)t< r  
• 信噪比满足(<30db) u3R0_8 _.w  
• 杂散光满足(<5%) I;qeDCM  
y>'^<xk  
11.总结 i*:lZeU61  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 {# ;e{v  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 rtS(iD@B"  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 hzg&OW=:  
• 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。  gG1%.q  
• 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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