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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。 aB+Ux<
- 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。 Z@=#ry ?,O{,2} 2.模拟任务 E_MGejm@ Y }aa6 DOE: vn9_tL& 相位型衍射 ZV$qv=X 光束整形器 sTU`@}} 直径:2mmx2mm Ir }r98lz 形状:圆形 ;*[nZV> 相位级次:16 1nye.i~ g,@0 ;uVq
2r^| 3.建模任务:入射光场 %c*azo. Wf +j/RxTi 高斯准直激光光束的光束参数 ^Bf@ I D4?5% s • 波长:632.8nm !
jm> • 激光光束直径(1/e2):1mm }1f@>'o BC =U6>`/
k,LeBCqGcb
.;8T* 4.建模任务:期望输出光场 b7^VWX% |X,T>{V?y 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): S~.:B2=5K PF+v[h;, • FWHM-直径:0.5mm DJ2EV^D+P • 边缘宽度:50um SxdH%agM • 效率:>95% 7y1J69IK • 信噪比(SNR):>30dB wO;\,zU • 杂散光:<5% T\55uQ KWq7M8mq
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az7 &'uFy0d, 5.设计方案 L1
1/XpR wu"6Kyu • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 jO)UK.H# • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 M.iR5Uh 2>Bx/QF@<
`j{q$Y=AG Av:5v3% 6. 衍射光束整形器会话编辑器 j'Z};3y c
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h • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 _h",,"p#o • 用户必须输入所需的信息 G%_6"s - 入射场 ?4GI19j - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) <2Lcy&w_M - 系统参数 t84(k zcC - 制造条件 :_E
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~$-Nl !r]elX 7.设计过程 _-$O6eZ &rj3UF@hb
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(F@.o1No% {KYbsD 设计和优化过程由两步完成: Y>LgpO. 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 a<9cj@h 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ^_BHgbS%; l ps
6lnh 8.系统模拟 H7bdL 8/ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 (jv!q@@2C. • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 9t:P1 • 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。 iLiEh2%P • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 !mLQdkTE Q|/uL`_ni
,&[2z! 22lC^)`TE 9. 初始几何光学设计的结果 Ej\EuX 1~/?W^ir
ENW>bS8e` J`}5bnFP
感兴趣的优化函数 `vs=
CYs • 效率满足(>95%) ~Vq<nkWS • 信噪比不满足(<30db) #n&/yYl9(l • 杂散光不满足(>5% (GB2("p` )2t!=
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Qwl=/<p1 pJkaP 10. 后续IFTA优化后的结果 aN9#ATE l`D^)~o8
l1BbL5#1Q> @*SgeLeL
uJ;7] Esh3cn4 感兴趣的优化函数 S0?4}7`A • 效率满足(>95%) C%P)_)--V • 信噪比满足(<30db) $t.i)wg + • 杂散光满足(<5%) Qx{k_ye`
o|#Mq"od 11.总结 |Y#KMi ~ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 j/"{tMqQp • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 v"'Co6fw • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 h&Thq52R • 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。 R'bmE:nL • 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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