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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。 ^=^$tF  
展示了可能的期望需求,设计,优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 (?vK_{  
KF+mZB  
2.模拟任务 >L gVj$Z  
B@ {&<  
DOE: (ew} gJ  
相位型衍射 @D~B{Hg  
光束整形器 t0q_>T-kt  
直径:2mmx2mm [F+,YV%t  
形状:圆形 \@K~L4>  
相位级次:16 Di>rO038  
;FU|7L$H  
?Nf 5w  
3.建模任务:入射光场 *:g_'K"+  
nU2V]-qY  
高斯准直激光光束的光束参数 >^=gDJ\a  
A?8\Y{FQ  
• 波长:632.8nm | f\D>Y%)  
• 激光光束直径(1/e2):1mm Z.'syGuV  
:'}@Al9=>  
<*<U!J-i  
dFW.}"^c  
4.建模任务:期望输出光场 $e }n  
je%ldY]/@  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): m2xBS!fm  
@E%DP9.I  
• FWHM-直径:0.5mm dY!u)M;~~  
• 边缘宽度:50um <r~wZ}s  
• 效率:>95% w^HjZV  
• 信噪比(SNR):>30dB jAC78n,Fi@  
• 杂散光:<5% [ ny6W9  
RNWX.g)b  
Y.sz|u 1  
L%t@,O#,  
5.设计方案 x GH1epf  
/:Lu_)5   
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 U%>'"  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 8AL\ST51x"  
l +'F_a  
F PR`tE  
gl8Ib<{  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 <{Q'&T  
I4=Xb^Ux  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。  |yKud  
• 用户必须输入所需的信息 ;a r><w  
- 入射场 @MbVWiv  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) MsOs{2 )2  
- 系统参数 r2\c'9uH  
- 制造条件 nlc.u}#  
G$bJ+  
]s_8A`vm  
)8,|-o=  
7.设计过程 Da.G4,vLh  
Q.Aa{d9e  
Q@S-f:!  
mJ5H=&Z  
skg|>R,kE  
fjG&`m#"  
设计和优化过程由两步完成: ny*i+4Mb  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 $B (kZ  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 O_~7Glu  
n3KI+I%nQ  
8.系统模拟 #7G*GbKY  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ,$lemH1d  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Um` !%  
• 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。 %,P >%'0  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 `3c CH  
4hs)b  
eiVC"0-c}  
pG3k   
9. 初始几何光学设计的结果 |nUl\WRd\  
WXw}^v  
I/6)3 su%  
1q7tiMvV-  
感兴趣的优化函数 lLhL`C!  
• 效率满足(>95%) fmX!6Kv  
• 信噪比不满足(<30db) `G9 l  
• 杂散光不满足(>5% H`9Uf)  
nh+l7 8  
zp}eLm:=d  
3SttHu0X  
10. 后续IFTA优化后的结果 !69&Ld  
       I:98 $r$  
C1kYl0 zR[  
GL$De,V  
baV>N[F&  
2,q}N q  
感兴趣的优化函数 }_9,w;M$  
• 效率满足(>95%) =FP0\cQ.  
• 信噪比满足(<30db) co8"sz0(U  
• 杂散光满足(<5%) o\b-_E5"?  
ia@'%8  
11.总结 r!1D*v5&:  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 MRNNG6TUs  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 'k0[rDFc#3  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 &#`l;n:]+  
• 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。 "*1 f;+\  
• 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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