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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。 jftoqK- p  
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。 \Rop~gD  
aPaGnP:^  
2.模拟任务 BL6t>  
A"FlH:Pn  
DOE: J:Uf}!D  
相位型衍射 'F^nW_ryW  
光束整形器 Xjc{={@p3  
直径:2mmx2mm \](IBI:  
形状:圆形 _@jBz"aq\  
相位级次:16 c%c/mata?  
ww82)m8  
.j:[R.  
3.建模任务:入射光场 cZT;VmC  
@kC>+4s!  
高斯准直激光光束的光束参数 |rkj$s,  
RX:wt  
• 波长:632.8nm !xyO  
• 激光光束直径(1/e2):1mm "&%: 9O  
 `W< 7.  
#=UEx  
|2(z<b&y=  
4.建模任务:期望输出光场 2j8^Z  
)nU%}Z  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): Oi+(`  
Xm&L@2V  
• FWHM-直径:0.5mm rXXIpQRi$S  
• 边缘宽度:50um aG;6^$H~  
• 效率:>95% epp ;~(xr  
• 信噪比(SNR):>30dB Vd^_4uqnV  
• 杂散光:<5% ).@8+}`  
J"'2zg1&  
ysD @yM,  
6z@OGExmd#  
5.设计方案 rRyBGEj  
n-[J+DdB  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。  ::Y   
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 ;%P$q9 *C  
J&%vBg^  
|4//%Ll/  
{^gb S  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 jXq~ x"(  
}7YDe'5V  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 e_s9E{(  
• 用户必须输入所需的信息 K}ACZT)Wp  
- 入射场 6T{Zee  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) x \B!0"~  
- 系统参数 #=/eu=  
- 制造条件 (v(!l=3  
&\8.y2=9p  
9{@#tx  
""l_& 3oz  
7.设计过程 *%_:[>  
3)v6N_  
Dgh|,LqUB  
Q#P=t83  
Dt?O_Bdv[  
z52T"uW  
设计和优化过程由两步完成: 0/P!rH9  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 eA9U|&o  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 *A}QBZ  
g/,fjM_  
8.系统模拟 >ijFQ667>j  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 % INRds  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 H6?ZE  
• 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。 32jOs|<\  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 1L1_x'tT%  
<y5V],-U  
)\_xB_K\  
G|FF  
9. 初始几何光学设计的结果 8>a/x,  
fU^B 3S6X  
k+S+ : 5  
+4^XFPq~  
感兴趣的优化函数 Ti`<,TA54  
• 效率满足(>95%) 'Y3>+7bI  
• 信噪比不满足(<30db) r4caIV  
• 杂散光不满足(>5% P{mV  
K;;Q*NN-  
Ge$cV}  
U I|L;5  
10. 后续IFTA优化后的结果 +aRjJ/*  
       EB jiSQw  
Nw $io8:d  
T.="a2iS2  
}/BwFB+(/  
s`F v!  
感兴趣的优化函数 :7%JD.;W  
• 效率满足(>95%) *)"U5A/v)  
• 信噪比满足(<30db) Yu=4j9e_mG  
• 杂散光满足(<5%) L^rtypkJ  
quk~z};R>\  
11.总结 ]YkF^Pf!v  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 .E!7}O6  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 $+Ke$fq.>  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 (WiA  
• 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。 W+PAlsOC  
• 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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