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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。 =-&h@mB;G  
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。 7\ZSXQy1W  
lR9uD9Dr  
2.模拟任务 I?Z"YR+MQ  
TP~1-(M)}  
DOE: DrbjklcUU  
相位型衍射 "@|rU4Y  
光束整形器 P,xJVo\  
直径:2mmx2mm B6KG\,'|  
形状:圆形 2$`Y 4b3t  
相位级次:16 <M}O&?N 8x  
Hs_7oy|P  
+@H{H2J4  
3.建模任务:入射光场 SLUQFoz}  
/Ahh6=qQY  
高斯准直激光光束的光束参数 wh2E$b(-  
JG7K-W|!c  
• 波长:632.8nm N R 4\TU  
• 激光光束直径(1/e2):1mm F2ISg'  
m(^N8k1K;  
g!o2vTt5  
>oaL-01i  
4.建模任务:期望输出光场 TCIbPs E  
;*ULrX4[  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): K5t.OAA:  
MZB}O" r  
• FWHM-直径:0.5mm ckv8QAm  
• 边缘宽度:50um H SGz-  
• 效率:>95% s&<76kwl  
• 信噪比(SNR):>30dB k g Rys  
• 杂散光:<5% jzZ]+'t  
JAI.NKB3  
%tZrP$DQ  
ZLPj1L  
5.设计方案 ]*Q,~uV^|  
l4(FM}0X5}  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 };EB  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 {^^LeUd#V  
8.7q -<Q  
]mUt[Yy:z  
6l &!4r@}  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 i1A<0W|  
?r5a*  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Jf\`?g3#  
• 用户必须输入所需的信息 wu &lG!#  
- 入射场 i\gt @  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) E*fa&G~s )  
- 系统参数 8lS RK%  
- 制造条件 c': 4e)  
Y6v#0pT  
7Cbr'!E\_V  
ccp9nXv  
7.设计过程 `PvS+>q  
:nc%:z=O  
dK,=9DQy5  
2;3&&yK2b  
YnW9uy5  
3Co1bY:  
设计和优化过程由两步完成: qPWf=s7!  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 [p}~M-$V8Y  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 W tHJG5  
H\N} 0^ea  
8.系统模拟 aNQ(xiskb  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Wg,@S*x(  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 3>73s}3  
• 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。 ;l `Ufx  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 %L7DC`  
vv<\LN0  
a|#pl!  
P4c3kO0  
9. 初始几何光学设计的结果 EM!S ;i  
NWQ7%~#k*  
!?Y71:_!  
/BvMNKb$$  
感兴趣的优化函数 F$kiSjh9aJ  
• 效率满足(>95%) |TkicgeS  
• 信噪比不满足(<30db) kM=&Tfpj  
• 杂散光不满足(>5% Yl?s^]SFU  
,# .12Q!  
61OlnmvE  
 E<0Mluk  
10. 后续IFTA优化后的结果 ]Y76~!N  
       _5O~ ]}  
'&K' 0qG  
SMRCG"3qwA  
g 2'K3e?.%  
S1'?"zAmd  
感兴趣的优化函数 fb^R3wd$ff  
• 效率满足(>95%) l[m*csDk"  
• 信噪比满足(<30db) t}pYSSTz  
• 杂散光满足(<5%) r<LWiM l?  
@Gw]cm  
11.总结 )J+rt^4|  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 yf R0vp<&  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 yv>uzb`N  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 [Fk|m1i!  
• 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。 >TawJ"q-6R  
• 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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