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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。 q?bKh*48  
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。 BFn4H%1  
NRDXWscb  
2.模拟任务 (Kb_/  
$`6Q\=*R/  
DOE: u/(~ew I  
相位型衍射 ((mR' A|`  
光束整形器 ,V.Bzf%=O  
直径:2mmx2mm K%WG[p\Eu  
形状:圆形 0vrx5E!  
相位级次:16 eR>|1s%^  
fO t?2Bh  
IT:8k5(L5j  
3.建模任务:入射光场 <7Ry"z6g;  
B*AB@  
高斯准直激光光束的光束参数 JXF0}T)C  
x<\5Jrqt  
• 波长:632.8nm 57[tUO  
• 激光光束直径(1/e2):1mm lAJ P X  
*IWWD\U  
(qDPGd*1  
\IO<V9^L  
4.建模任务:期望输出光场 AS/z1M_U  
PM`iqn)@  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): JiFB<Q\  
*NCkC ~4  
• FWHM-直径:0.5mm 3wN{k\n s  
• 边缘宽度:50um =buarxk  
• 效率:>95% IZ<Et/3H  
• 信噪比(SNR):>30dB _f"KB=A_x  
• 杂散光:<5% N^4CA@'{  
<kKuis6h  
d'@i8N["{  
 wWQt  
5.设计方案 bMB*9<c~  
KW(^-:wmr  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 F+)g!NQZ  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 ^J'O8G$  
'Lh nl3  
8(g}/%1mt3  
^Q9K]Vo  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 Zmm6&OZ%  
z&yVU<;  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 m= rMx]k  
• 用户必须输入所需的信息 l~mj>$  
- 入射场 y+h/jEbM</  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) i,,mt_/,  
- 系统参数 9r> iP L2H  
- 制造条件 PLq]\y  
Oj '^Ww m  
+2>, -V  
ySHpN>U  
7.设计过程 kQ"Ax? b  
39A|6>-?  
C!Jy;Z=+u  
BmaY&?  
']N\y6=fn9  
@(IA:6GN  
设计和优化过程由两步完成: Q)\[wYMt  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 1n[wk'}qf4  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 k ~4o`eA  
Z/q'^PB p  
8.系统模拟 >7z(?nQYT^  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 9'p*7o  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 vhzz(UPUt  
• 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。 'sTc=*p/  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 JOyM#g9-?  
89t"2|9 u  
{\X$vaF  
@2`nBtk  
9. 初始几何光学设计的结果 $ago  
KN&|&51p}  
8:2Vib$  
}?MbU6"  
感兴趣的优化函数 1GPBqF  
• 效率满足(>95%) X{:3UTBR  
• 信噪比不满足(<30db) K5z<n0X ~  
• 杂散光不满足(>5% Yp\Y]pym  
eI%k xqc  
uX%$3k  
?Ss~!38  
10. 后续IFTA优化后的结果 lqa~ZF*  
       E33WT{H&_'  
7~;)N$d\  
\7IT[<Se  
h 92KU  
9W-1P}e,  
感兴趣的优化函数 GL,[32~C  
• 效率满足(>95%) 74&{GCL  
• 信噪比满足(<30db) #w8.aNU+]  
• 杂散光满足(<5%) +|x%a2?x:  
B>sQcZ:  
11.总结 rq1zvuUx  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 M#Q"h5l  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 :^`WrcOJ  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 %a:T9v  
• 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。 |C5{[ z  
• 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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