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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。 "#1\uoH  
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。 (GJtTp~2C4  
)UzJ2Pa<+_  
2.模拟任务 eZ'8JU]  
@j!,8JQEd  
DOE: Y%KowgP\  
相位型衍射 `Fd \dn  
光束整形器 roADC?@r  
直径:2mmx2mm FM {f{2j  
形状:圆形 TRhMxH  
相位级次:16 3=O [Q:8  
(i~UH04r>s  
Z)@vJZ*7(  
3.建模任务:入射光场  6}"%>9  
uo"<}>iJ  
高斯准直激光光束的光束参数 nBy-/BU&  
k2}DBVu1  
• 波长:632.8nm &*`dRIQ]  
• 激光光束直径(1/e2):1mm ^ja]e%w#  
V]H(;+^P  
VGS%U8;  
H$`U] =s|  
4.建模任务:期望输出光场 ha :l-<a  
cY?|RXNmZ  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): =o#Z?Bn5  
E7X6RB b  
• FWHM-直径:0.5mm cYSn   
• 边缘宽度:50um lc,k-}n  
• 效率:>95% NI?O  
• 信噪比(SNR):>30dB >Pw5! i\  
• 杂散光:<5% .p[uIRd`  
C[7!pd  
vk7IqlEQ  
T?8BAxC?K  
5.设计方案 %' DO FiU  
5rsz2;#p  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 be+-p  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 4|x _C-@  
N:`_Vl  
u?,>yf.;s  
v=k+MvX  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 }U}zS@kI  
?_eLrz4>L^  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 RY;V@\pRY+  
• 用户必须输入所需的信息 iv*RE9?^  
- 入射场 LUQ.=:mBR  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 8"h;+;  
- 系统参数 V(ELrjB0  
- 制造条件 Cy-p1s  
-d ,D!  
bxE~tsM"@Y  
P zJ(Q  
7.设计过程 o/-RGLzAo  
O=%Ht-kOc  
mV}bQ^*?Z  
=M1}HF,7>l  
; hQ[-  
WJ8i=MO67  
设计和优化过程由两步完成: klKUX/ g  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 J!Z6$VERy  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 Cu@q*:'  
!oH{=.w  
8.系统模拟 |k}<Zz1UM  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 :!Ci#[g  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 =%` s-[5b  
• 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。 6FDj:~  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 It3k#A0  
d/  Lz"  
z</C)ObL  
gP>pb W_  
9. 初始几何光学设计的结果 =-^A;AO(  
@|A!?}  
lw3H 8[  
7rD 8  
感兴趣的优化函数 W3~u J(  
• 效率满足(>95%) 5WI bnV@  
• 信噪比不满足(<30db) %U{6 `m  
• 杂散光不满足(>5% / =9Y(v  
p&I>xu8fl  
;bwBd:Y  
y A5h^I  
10. 后续IFTA优化后的结果 & %/p; ::A  
       g;Ugr8  
QPm[4Fd{G  
M"*NV(".g  
k -G9'c~  
O.jm{x!m  
感兴趣的优化函数 e (]]  
• 效率满足(>95%) U-DQ?OtmC@  
• 信噪比满足(<30db) 0_qr7Ui8(  
• 杂散光满足(<5%) ;BuMzG:tmZ  
e!J5h <:  
11.总结 YWU@e[  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 '=nmdqP  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 {aA6b  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 6r"NU`1A;r  
• 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。 Rir0^XqG  
• 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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