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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。 *0{MAm  
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。 j8?$Hk  
W0tBF&E"  
2.模拟任务 MFX&+c  
yZHQql%J O  
DOE: H|0B*i@81  
相位型衍射 nuw90=qj!]  
光束整形器 (Ew o   
直径:2mmx2mm 6ecr]=Cv  
形状:圆形 _8\Uukm  
相位级次:16 &|%z!x6f  
?XsL4HI x  
y 97QqQ^  
3.建模任务:入射光场 Z@ h<xo*r  
v 8{oXzyy  
高斯准直激光光束的光束参数 'gUHy1p  
TnL%_!V!  
• 波长:632.8nm $MKx\qx}  
• 激光光束直径(1/e2):1mm }n 6BI}n  
zVxiCyU  
fL83:<RK  
bsM`C]h&  
4.建模任务:期望输出光场 ~IE:i-Kz  
8Qu7x[tK?  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 1:My8  
s?~Abj_  
• FWHM-直径:0.5mm !aa^kcEjnL  
• 边缘宽度:50um RduA0@g0  
• 效率:>95% +SPC@E_v  
• 信噪比(SNR):>30dB %!(6vm>8  
• 杂散光:<5% #$jAGt3^BT  
gD=s~DgN)  
t1Hd-]28V  
TnM}|~V  
5.设计方案 z9h`sY~  
Se"\PxBR  
• 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)。 /nb(F h|{T  
• 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)。 .Yha(5(  
|YZ`CN<  
N g'f u|  
lqX]'gu]\  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 . Nog.  
%|SbZ)gcQ  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 g/`i:=  
• 用户必须输入所需的信息 c1|o^eZ  
- 入射场 xhUQ.(S`r6  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) t~5>PS  
- 系统参数 L4Nk+R;  
- 制造条件 ,"h$!k"$g  
EoQ.d|:g  
J'@ I!Jc  
bGK&W;Myk  
7.设计过程 &\0LR?Nh  
y::KjB 0  
K/MIDH  
S_?}H  
He#+zE ;  
N:L<ySJ7  
设计和优化过程由两步完成: V_+3@C  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 @D0Ut9)  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ~JC``&6E=}  
l*nS gUg  
8.系统模拟 Oo7n_h1  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 N1LR _vS"  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 7acAU{Rr  
• 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。 lJ7k4ua\  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 +"' h?7'C  
>IoOCQQ*  
guwnYS  
/&kZ)XOi  
9. 初始几何光学设计的结果 "<!|am(  
4`Fbl]Q   
T+sO(;  
F>^k<E?,C  
感兴趣的优化函数 `awk@  
• 效率满足(>95%) K<s\:$VVh  
• 信噪比不满足(<30db) OmU.9PDg-  
• 杂散光不满足(>5% OY[N%wr!  
m{b(^K9}  
cG"jrQ  
z2"2Xqy<U  
10. 后续IFTA优化后的结果 UKX'A)$  
       >Pv%E  
!*CL>}-,  
r43dnwX  
yGS._;#R  
ty-4yK#  
感兴趣的优化函数 .' X$SF`  
• 效率满足(>95%) g{<3*,  
• 信噪比满足(<30db) |W#^L`!G  
• 杂散光满足(<5%) oxGOn('  
apw8wL2  
11.总结 k)S7SbQ  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 1%1-j  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 F'SOl*v(s5  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 eQ C`e#%  
• 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。 i ;X'1TN(y  
• 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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