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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。 'Ya-;5Y]  
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。 b@1";+(27  
WoMMAo~  
2.模拟任务 TkjZI}]2  
?rwHkPJ{*  
DOE: fVBu?<=d  
相位型衍射 A%#."2vq~  
光束整形器 hniTMO  
直径:2mmx2mm Z5>}  
形状:圆形 3D rW[\  
相位级次:16 Mw $.B#  
nqujT8  
$5yH8JU  
3.建模任务:入射光场 cp 7;~i3  
fPsUIlI/A  
高斯准直激光光束的光束参数 u&Y1,:hiL  
`>$l2,  
• 波长:632.8nm {[FJkP2l  
• 激光光束直径(1/e2):1mm !% yd'"6Dl  
^F$iD (f  
1A 9Gf  
v%2Jm!i+  
4.建模任务:期望输出光场 Q%RI;;YyA  
T ;JA.=I  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): PxZMH=  
 AQz&u  
• FWHM-直径:0.5mm A&;Pt/#'  
• 边缘宽度:50um @$d_JwI  
• 效率:>95% h]okY49hY  
• 信噪比(SNR):>30dB 'ZQR@~G  
• 杂散光:<5% p[gq^5WuC  
N]@e7P'9F  
V\><6v  
ID v|i.q3  
5.设计方案 fxk6q$'  
,!g%`@u  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 E?P:!V=_  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 0_-NE4SM/  
GGwHz]1L  
BnLE +X  
(&Z`P  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 2(sq*!tX  
o.H(&ex|  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 :>otlI<0t  
• 用户必须输入所需的信息 'gwh:8Xc  
- 入射场 0xg6  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 5%Q[X  
- 系统参数 ['n;e:*  
- 制造条件 a7Rg!%r  
qy|si4IU8,  
,=kQJ|  
Nt'u;0  
7.设计过程 J~vK`+Zs  
{]\!vG6  
^aG=vXK`b  
i^'Uod0d.  
UN*XLHio  
,d34v*U  
设计和优化过程由两步完成: v'zf*]9  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 wm r8[n&c  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 <+c6CM$#}V  
K+_$ WT_  
8.系统模拟 _ mw(~r8R  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 C7[CfcPA  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 "Aq-H g  
• 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。 UF00K1dbz  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 _:tisr{  
p$cSES>r:  
( nH3  
LMvsYc~]q  
9. 初始几何光学设计的结果 a_0G4@=T  
}Myi0I<  
<2a7>\74E0  
`<L6Q2Y>j  
感兴趣的优化函数 L>mv\D;o.  
• 效率满足(>95%) `n!<h,S'2  
• 信噪比不满足(<30db) Lc<C1I 5=  
• 杂散光不满足(>5% "K8<X  
Sgt@G=_o  
qeyBZ8BG  
x-_!I>l&  
10. 后续IFTA优化后的结果 G*|2qX"o  
       `8 Dgk}  
^r<bi%@C$  
H[{ch t h  
J 8"Cw<=O  
e ga< {t  
感兴趣的优化函数 S/ Y1NH  
• 效率满足(>95%) 7='M&Za  
• 信噪比满足(<30db) v?\bvg\E  
• 杂散光满足(<5%)  R9->.eE  
gn? ~y`  
11.总结 Q b5AQf30  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 '~E&^K5hr  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 \DE`tkV8  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 b7/1 ]  
• 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。 $siiG|)C1  
• 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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