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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。 WS.lDMYE7  
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。 @Yw>s9X  
5 )z'=  
2.模拟任务 ^4C djMF-E  
Oh3A?!y#  
DOE: T2_b5j3i  
相位型衍射 0V+v)\4FE  
光束整形器 iBk1QRdn  
直径:2mmx2mm @6Z6@Pq(xQ  
形状:圆形 IOY<'t+  
相位级次:16 (z:qj/|  
CsJ&,(s(  
M%bD7naBq  
3.建模任务:入射光场 +W"DN5UV  
^g=j`f[T  
高斯准直激光光束的光束参数 =J`M}BBx  
PU-L,]K  
• 波长:632.8nm s]pNT1,  
• 激光光束直径(1/e2):1mm y=2nV  
g'NR\<6A  
o|APsQE  
~{ucr#]C  
4.建模任务:期望输出光场 Prrz>  
O jH"qi  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): [$@EQ]tt/  
L=gG23U&  
• FWHM-直径:0.5mm )T@?.J`  
• 边缘宽度:50um ?(Xy 2%v  
• 效率:>95% N_E)f  
• 信噪比(SNR):>30dB SM4'3d&mf  
• 杂散光:<5% y$9XHubu  
L|p+;ex  
p2hPLq  
E-deXY  
5.设计方案 A+Kp ECP  
$mxl&Qr>Q;  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 gkDXt^Ob  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 r` sG!  
~ E n'X4  
ft$!u-`  
Q"K`~QF"  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 ;P^}2i[q>[  
0 *]ZC'pm  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Y+gNi_dE  
• 用户必须输入所需的信息 A#gy[.Bb  
- 入射场 l)f 2T@bHl  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) /k KVIlO  
- 系统参数 .ZupsS9l  
- 制造条件 +&.39q !  
NCVhWD21|  
<CWOx&hr  
$49;\pBZl  
7.设计过程 4$+/7I \  
_ Gkb[H&RZ  
s14 ot80)  
Q zY5S0  
UYGO|lkEU  
]+Z,HY@;-  
设计和优化过程由两步完成: cA~bH 6  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 MC1&X'  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 B;t{IYhq{  
f.:0T&%G  
8.系统模拟 \^dYmU  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ' /3\bvZ  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ]?_V+F  
• 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。 QG5 c>Q  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 c1<jY~U  
A~;+P  
EJ(z]M`f  
#<vzQ\~Y  
9. 初始几何光学设计的结果 8Rnq &8A  
EQX?Zs?C  
= cI> {  
C#. 27ah  
感兴趣的优化函数 :q$.=?X3  
• 效率满足(>95%) %F(lq*8X  
• 信噪比不满足(<30db) Q 822 #  
• 杂散光不满足(>5% 8COGe=+o  
 5s<.qDc  
8aVj@x$'  
H<   
10. 后续IFTA优化后的结果 1_> w|6;e  
       [ub)`-6 u  
^39 ?@xc@  
1%7zCM0s  
k;HI-v  
_8wT4|z5  
感兴趣的优化函数  kZ=yb-~  
• 效率满足(>95%) ,S1'SCwVdJ  
• 信噪比满足(<30db) BX2}ar  
• 杂散光满足(<5%) e'~<uN>  
ygxaT"3"=  
11.总结 Q7_#k66gb7  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 70Ei<  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ' &Tz8.jp~  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 6\x/Z=}L  
• 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。 72dd%  
• 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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