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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。 C ]'g:93L  
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。 YZGS-+  
ALd]1a&  
2.模拟任务 # SQvXMT  
3@)obb  
DOE: 8?7kIin  
相位型衍射 0||"r&:X  
光束整形器 EqnpMHF  
直径:2mmx2mm bar0{!Y"  
形状:圆形 L)F1NuR  
相位级次:16 hOPe^e"  
W|dpFh`  
j1YH9T#|D  
3.建模任务:入射光场 *bA+]&dj\  
@P:R~m2  
高斯准直激光光束的光束参数 8xF)_UV  
Xsd $*F@<  
• 波长:632.8nm c^=R8y-N  
• 激光光束直径(1/e2):1mm |3{+6cg  
J/'M N  
Yb[n{.%/g  
; 8P_av}C  
4.建模任务:期望输出光场 ZXsYn  
)O3jQ_q=  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): X9fNGM1  
G#H9g PY  
• FWHM-直径:0.5mm z)lM2x>|*  
• 边缘宽度:50um ljPq2v ]  
• 效率:>95% 3;*z3;#}  
• 信噪比(SNR):>30dB l'U1 01M>F  
• 杂散光:<5% Y4#y34 We  
D_d|=i  
Ic'Q5kfM  
eZg$AOpU  
5.设计方案 .H8mRvd?  
~,ynJ]_aJB  
• 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)。 W h| L  
• 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)。 mD7}t  
(w+%=z"M  
,"Tjpdf  
TPHYz>D]  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 8xgJSk  
v ~"Ef_`  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 IX9K.f  
• 用户必须输入所需的信息 4O!E|/`wO  
- 入射场 =7 VCtd/  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 3gpo %  
- 系统参数 2"@Ft()]  
- 制造条件 3DW3LYo{  
6lsL^]7  
yRC3 . [  
i\Yl  
7.设计过程 &<Mt=(qY1  
nq' M?c#E  
e*:}$u8 a  
exQ#<x*  
0Uw ^FcW  
lUv=7" [  
设计和优化过程由两步完成: vU!8`x)  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 ?; [ T  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 S[mM4et|  
V&i2L.{G)  
8.系统模拟 Uky9zGa  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 =_ y\Y@J  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 7^MX l  
• 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。 T C8`JU=wV  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 Vl<9=f7[  
RN[]Jt#6  
\jyjQ,v)  
QU/fT_ORw  
9. 初始几何光学设计的结果 O8lFx_N7Q  
q[ ULG v  
>)Gd:636+  
s<vs:jna  
感兴趣的优化函数 :CaTP%GW  
• 效率满足(>95%) -U -P}6^  
• 信噪比不满足(<30db) 9tK>gwb  
• 杂散光不满足(>5% #Fs|f3-@  
#Qh>z%Mn^3  
:l,OalO  
yNa;\UF  
10. 后续IFTA优化后的结果 `T"rG }c  
       LjaGyj>)  
*Qkc[XHqy  
_BS 9GB  
m`6VKp{YD  
-(#-I $z  
感兴趣的优化函数 :#u}.G  
• 效率满足(>95%) ^.go O]  
• 信噪比满足(<30db) CPv iR<ms_  
• 杂散光满足(<5%) xWE8W m  
>(3\k iYS  
11.总结 nY_?Jq  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 s-rfS7;  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 r:&|vP  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 zO~9zlik  
• 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。 K |*5Kwi  
• 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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