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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。 '_TJ"lOZ 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。 yS:IRI. 7| h3. 2.模拟任务 eHF(,JI 'T&=$9g7 DOE: ~aauW? 相位型衍射 u7WTSL% 光束整形器 c~^]jqid] 直径:2mmx2mm Q70**qm 形状:圆形 3/A[LL| 相位级次:16 g9FVb7In_ 9a"Y,1
;y?D1o^r8W 3.建模任务:入射光场 C$AIP\j-
) a0V8L+v( 高斯准直激光光束的光束参数 Pv{,aV\I} j{7ilo(i • 波长:632.8nm Qq;m"M / • 激光光束直径(1/e2):1mm H3/Y \Age9iz&
# o;CmB {.' ,%) 4.建模任务:期望输出光场 >'2w\Uk~: j &0fC!k 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 7tf81*e Dj,+t+| • FWHM-直径:0.5mm iS:PRa1 • 边缘宽度:50um Zgy2Pot • 效率:>95% $8X tI • 信噪比(SNR):>30dB Fl#VKU3h • 杂散光:<5% )L(d$N=Bd JucxhjV#,
Q[ 9rA V\rIN}7 5.设计方案 f)AW !/ [)J49 • 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)。 Q#J>vwi= • 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)。 jOm&yX |4p<T!T
{-v\&w vS J< 6. 衍射光束整形器会话编辑器 RBK>Lws6 -}N\REXE • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 nuQLq^e • 用户必须输入所需的信息 Zjp5\+hHV - 入射场 ku[=QsMv - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) @]ptY* - 系统参数 d4/`:?w - 制造条件 }ygbgyLa zfr (dQ
_Okn P2E j$mt*z L 7.设计过程 !s[j1=y *09\\
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V=l Q}sBY ;qVEI/
vVAZSR# |q!2i 设计和优化过程由两步完成: M#lVPXS 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 *p#YK| 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 a9@l8{)RX sNk>0 X[ 8.系统模拟 <rwOI.W
l$ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 J\dhi{0 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 LnRi+n[@7 • 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。 W-]yKSob • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 MBYD,v& 8#Z\ }gGz
d$?n6|4 pqQdr-aR= 9. 初始几何光学设计的结果 K`_E>k Kt* za
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4qSS<SqY 感兴趣的优化函数 ^%*{:0' • 效率满足(>95%) 0.Ol@fO • 信噪比不满足(<30db) *(SBl}f4l • 杂散光不满足(>5% MTITIecw= _OxnHf:|
D16;6K'{ u,SX`6% 10. 后续IFTA优化后的结果 7jg(j~tQ p2NB~t7Z
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v!'@NW_ "RJk7]p`* 感兴趣的优化函数 4#7@KhK} • 效率满足(>95%) O"-PNF,J • 信噪比满足(<30db) em9]WSfZ@` • 杂散光满足(<5%) ?L#SnnE ~z1KD)^ 11.总结 9B;Sk]y • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 pu)9"Ad[ G • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 T#^6u) • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 O7CYpn4<7 • 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。 vLT12v:)` • 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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