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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。 -M(:z  
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。 <0lfkeD  
IJ=~hBI  
2.模拟任务 b$M? _<G  
KDCq::P<  
DOE: dIK!xOStA  
相位型衍射 H!s &]b  
光束整形器 Kh%9Oy  
直径:2mmx2mm WE=`8`Li  
形状:圆形 1_yUv7uhX  
相位级次:16 $XaZqzeVI  
T}fo:aB}  
oOSw> 23x  
3.建模任务:入射光场 RdvJA:;q  
O5e9vQH  
高斯准直激光光束的光束参数 Jzfz y0$  
FK+jfr [  
• 波长:632.8nm O </<  
• 激光光束直径(1/e2):1mm YSeXCJ:Iy  
Hk.+1^?%  
8$@gAlI^  
K);:+s-  
4.建模任务:期望输出光场 /G</ [N5  
D'A)H  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): I`FH^=  
9jJ&QACn  
• FWHM-直径:0.5mm 8=<d2u'  
• 边缘宽度:50um [j-]n#E=9y  
• 效率:>95% 8Zwq:lV Q  
• 信噪比(SNR):>30dB HnU}Lhjzj  
• 杂散光:<5% $|sRj!F  
ZW*"Kok  
9\|3Gm_  
GHH1jJ_[7  
5.设计方案 J6&;pCAi  
1C'lT,twl  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 QT?fp >'  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 +D$\^ <#  
"r.pU(uxt  
u:"mq.Q  
x|E$ f+  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 E!jM&\Zj  
e7 5*84  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 !`Bb[BTf  
• 用户必须输入所需的信息 2h u;N  
- 入射场 O@?? NF6G  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) k\1q Jr  
- 系统参数 A1Rt  
- 制造条件 ezy0m}@   
\ $z.x-U  
mu|#(u  
O`~T:N|D  
7.设计过程 iK'bV<V&7  
Exk[;lI  
YVqhX]/   
[%z~0\lu8  
9C3q4.$D  
RLecKw&1{3  
设计和优化过程由两步完成: zziujs:  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 :] {+ 3A  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 MS><7lk-  
,Q >u N  
8.系统模拟 @dD70T  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 5\RKT)%X  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 FZb\VUmnV  
• 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。 h7kGs^pP  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 w6v P a  
|"vqM)V$  
fg+Q7'*Vq  
Y7]N.G3,]  
9. 初始几何光学设计的结果 j`ggg]"&$  
5;C+K~Y  
=w_y<V4  
l 0jjLqm:  
感兴趣的优化函数 WF-B=BRZ  
• 效率满足(>95%) O0';j!?X  
• 信噪比不满足(<30db) _`*x}  
• 杂散光不满足(>5% >jRz4%  
b78'yM&  
tDF6%RG  
"JKrbgN@;L  
10. 后续IFTA优化后的结果 & /UcFB  
       ,]42v?  
uXNJ{]o  
n3jA[p:  
F+v?2|03  
Xc"S"a^\%  
感兴趣的优化函数 03iO4yOu  
• 效率满足(>95%) K({+3vK  
• 信噪比满足(<30db) JrQ*.lJj  
• 杂散光满足(<5%) CKmoC0.  
G! L=W#{  
11.总结 DNq=|?qn]  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 2.Th29]  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 wVP{R3  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 Fpzps!(;=  
• 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。 ePP-&V"`"  
• 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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