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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。 W=M&U  
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。 sN|-V+7&j  
hY+3PNiI@  
2.模拟任务 S`2MQL  
Y<TlvB)w  
DOE: Jpg_$~k  
相位型衍射 SdC505m0*  
光束整形器 'KpCPOhfR  
直径:2mmx2mm y2>v'%]2  
形状:圆形 C&D]!Zv F  
相位级次:16 !_E E|#`n  
ASY uZ  
ju0]~,  
3.建模任务:入射光场 /b6Y~YbgU  
q_>DX,A  
高斯准直激光光束的光束参数 7p3 ;b"'  
AKx\U?ei7  
• 波长:632.8nm Ek _k_!  
• 激光光束直径(1/e2):1mm &=fBqod  
Lv,~Mf1|  
[?Y u3E\  
3Zg=ZnF  
4.建模任务:期望输出光场 ]n?a h  
R4!qm0Cd  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): QNFA#`H  
#W 1`vke3  
• FWHM-直径:0.5mm R*.XbkW~  
• 边缘宽度:50um oV ?tp4&  
• 效率:>95% m hJ>5z  
• 信噪比(SNR):>30dB (HLy;^#R  
• 杂散光:<5% :eS7"EG{3  
%_M B-  
qA9*t  
L6BHh_*E  
5.设计方案 kr8NKZ/  
Xfx(X4$9  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 U"-mLv"|  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 >IfJ.g"  
YV-2es+Bd  
x)G/YUv76  
pX6T7  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 '\1%%F7  
<y*#[:i  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 6BW-AZc  
• 用户必须输入所需的信息 W~W^$A  
- 入射场 Ec_ G9&  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) _kH#{4`Hw  
- 系统参数 h1fJ`WT6,  
- 制造条件 %'\D _W&  
5 W(iU  
tRbZ^5x\@  
AEPgQ9#E  
7.设计过程 4}580mBc  
7`X"B*`~b  
BOL_kp"   
;oh88,*'  
&>I8^i  
LU?#{dZ  
设计和优化过程由两步完成: =6  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 zF)_t S  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 VmBLNM?  
V$q%=Sip  
8.系统模拟 ct~lt'L\  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 q>Px   
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ih+kh7J-  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 @GnsW;$*~.  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 6ap,XFRMh  
Z|8f7@k{|+  
BD4.sd+H,  
M*c\=(  
9. 初始几何光学设计的结果 G#dpSNV3|  
Om}&`AP};  
s ]QzNc  
y9s5{\H  
感兴趣的优化函数 ACyQsmqm:  
• 效率满足(>95%) B|,6m 3.  
• 信噪比不满足(<30db) WR'A%"qBwi  
• 杂散光不满足(>5% }=f}@JlFB  
,nHz~Xi1t  
gLpWfT29V  
X]1ep  
10. 后续IFTA优化后的结果 RtqW!ZZ:H  
       zZiB`%  
? erDP8  
+IS$Un  
Rdnd|  
`gss(o1}  
感兴趣的优化函数 v(: VUo]H  
• 效率满足(>95%) ;U7\pc;S  
• 信噪比满足(<30db) ]/$tt@h  
• 杂散光满足(<5%) %mcuYR'D}  
m   
11.总结 ~{5%~8h.0r  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 PTePSj1N  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 YF:NRY[i  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 fA 3  
• 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。 fi?[ e?|c@  
• 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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