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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。 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 Y.G3  
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$p5  
• 效率:>95% 9n%vz@X  
• 信噪比(SNR):>30dB Igrr"NuDZ  
• 杂散光:<5% h:[%' htz  
c7Jfo x V  
!o1+#DL)MU  
!E#FzY!}Pl  
5.设计方案 @T)kqT  
B _k+Oa2!  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 C/_Z9LL?F  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 8Q4yllv4  
b9X"p*'p  
b"k1N9  
9#cPEbb~  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 m -]E|  
%OE (?~dq  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Y?IvG&])  
• 用户必须输入所需的信息 lsq\CavbM  
- 入射场 %m)vQ\Vtx  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) }6b" JoC  
- 系统参数 <5BNcl\ZL  
- 制造条件 o+*7Q!  
4z6kFQgu  
NpI "XQ  
'3R o`p{  
7.设计过程 ^Q,-4\ec  
%1h%#/#[  
m9Xauk$(  
t[}&*2"$/  
(}*1,N!#  
xe`SnJgA  
设计和优化过程由两步完成: Zmx[:-  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 (_IPz)F  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 eU(cn8/}  
q[}W&t,  
8.系统模拟 ;Vv.$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  
5LaF'>1yY  
 }o[N B  
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) pd dumbp  
• 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  
Lrjp  
>zX`qv&>  
lK Ry4~O  
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 VXPs YR&  
• 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。 "Wg5eML 0  
• 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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