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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。 4Wel[] 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。 S[M4ukYK Lrz3 2.模拟任务 MlO-+}`_+ ;uI~BV*3 DOE: e&Y0}oY 相位型衍射 E+_&HG}a 光束整形器 ;#?M)o:q 直径:2mmx2mm >}+Q:iNQ)2 形状:圆形 sOFa!bdPW 相位级次:16 Rz <OF^Iy jrJR1npB
Go\VfLL w 3.建模任务:入射光场 IFNWS,: Qez SJ
io 高斯准直激光光束的光束参数 wJ"ev.A) O??vm?eo • 波长:632.8nm <dR,' • 激光光束直径(1/e2):1mm R|,7d:k .:1qK<vz
I@7/jUO 0LVE@qEL 4.建模任务:期望输出光场 .CV _\ `"y`AY/N 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): <HoAj"xf 2=*=^)FNI • FWHM-直径:0.5mm 6XUuGxQV/ • 边缘宽度:50um gtU1'p" • 效率:>95% IhonnLLW • 信噪比(SNR):>30dB hq_~^/v\ • 杂散光:<5% /lD?VE )*1.eObhL
<+E%E4 *K!++k!Ixa 5.设计方案 -e>|kPfv! B!,yfTk] • 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)。 :X>DkRP • 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)。 ?X_V#8JK ym%slg
NrJzVGeS =&U`9qN 6. 衍射光束整形器会话编辑器 7[o {9Yp& (Pi-uL<[a • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 av' *u • 用户必须输入所需的信息 :$H!@n*/R - 入射场 #s"B-sWE - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ?ApRJm:T - 系统参数 T%I&txl - 制造条件 M []OHw tHI*,
Vewzo1G2 =7jEz+w# 7.设计过程 #ooc)), F$Pp]"82'm
lizTRVBE 1r4,XSk
9YC&&0 C@ Yo2Trh 设计和优化过程由两步完成: Y6eEGo"K.+ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 rz6jx 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 j[DIz@^ <5ZJ]W 8.系统模拟 |9s wZ[ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 &5q{viI • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 1%eLs=u? • 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。 JSjYC0e • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 9~Xg#{ ?)cJZ>$!w
2V$9ei6 878tI3- 9. 初始几何光学设计的结果 V\zsDP N(R,8GF5G
i QqbzOY r<(kLpOH% 感兴趣的优化函数 <nA3Sd"QfV • 效率满足(>95%) NgxO&Zp • 信噪比不满足(<30db) bOXh|u_3i • 杂散光不满足(>5% SJ(9rhB5*. g{a d0.y,
tc/ jY]'32 nHU3%%%cU 10. 后续IFTA优化后的结果 #$u ZDQY_ Q-Y@)Mf~?0
,4Y sZ GTFl}t
\>[gl!B_Rr zjWyGt(Q 感兴趣的优化函数 }}s)
+d • 效率满足(>95%) 6QptKXu7 • 信噪比满足(<30db) !:J<pWN" • 杂散光满足(<5%) ,CW%JIM
* D3 11.总结 =+Tsknq • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 :eLLDp< • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 K!b>TICa: • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 -9Xw]I#QR • 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。 CU !.!cZ{ • 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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