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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。 D{s4Bo-  
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。 `jCq`-.  
kA&ul  
2.模拟任务 |} K7Q  
P+;@?ofB  
DOE: :a9$f8*b  
相位型衍射 58_aI?~>>  
光束整形器 74*iF'f?c  
直径:2mmx2mm aV?r%'~Z  
形状:圆形 Q$DF3[NC  
相位级次:16 w^QqYUL${  
dLTA21b#  
.A Z+|?d  
3.建模任务:入射光场 g3,F+  
Q*AgFF%wn  
高斯准直激光光束的光束参数 9:6d,^X  
=;A~$[g  
• 波长:632.8nm `pd1'5Hm  
• 激光光束直径(1/e2):1mm 7q:  
vW4N[ .+  
{v}jV{'^um  
Q Ph6 p3bg  
4.建模任务:期望输出光场 F`YxH*tO7  
Fgg4QF  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): vR"<:r47?  
<0I=XsE1iX  
• FWHM-直径:0.5mm H0i\#)Xs  
• 边缘宽度:50um tc<t%]c  
• 效率:>95% uu582%tiG  
• 信噪比(SNR):>30dB prg8Iq'w  
• 杂散光:<5% 3$ 1 z  
)hai?v~g  
XD\Z$\UJE  
8RR6f98FF  
5.设计方案 /q8?xP.   
>qI|g={M  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 mg^\"GC*8  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 >xE{& ):  
TID0x/j"K5  
L)ry!BuHI  
q<cpU'-#  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 !Rw\k'<GKX  
?V&[U  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 VCvqiHn  
• 用户必须输入所需的信息 n`hes_{,g  
- 入射场 dO[w3\~  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) XOy#? X/`  
- 系统参数 ?RD)a`y51  
- 制造条件 4x:Odt5  
cAc i2e  
E qva] 4  
4n@, p0   
7.设计过程 TGz5t$]I  
BDg6Z I<n  
1xo<V5  
4&/-xg87(  
h D/b O  
BE }qwP^  
设计和优化过程由两步完成: +6{KrREX)  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 IczEddt@'  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 o;JBe"1  
|7I.DBjR;  
8.系统模拟 r(yb%p+  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 +:[dviyPt  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 .j4IW 3)  
• 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。 GJqSNi}  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 :LFw J  
n.y72-&v  
JqH2c=}-  
n6nwda  
9. 初始几何光学设计的结果 2Xgw7` !L  
* #;rp~  
YAZ=-@]`\  
.{-8gAh  
感兴趣的优化函数 $hO8 S=  
• 效率满足(>95%) GKPqBi[rO  
• 信噪比不满足(<30db) \o@b5z ]e  
• 杂散光不满足(>5% ^dYLB.'=  
 \'"q6y  
ap9eQsC  
$(}kau  
10. 后续IFTA优化后的结果 SJ7>*Sa(u$  
       n@g[VR2t  
^LT9t2  
j>R7OGg'  
~%Yh`c EP  
rsP-?oD8)  
感兴趣的优化函数 K"b vUH  
• 效率满足(>95%) =fi.*d?$7  
• 信噪比满足(<30db) +.\JYH=yEr  
• 杂散光满足(<5%) zAB-kE\ )  
qBX<{[  
11.总结 O,JthlAV4  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 6aQ{EO-]'=  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 INzQ0z-z  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 { Rw~G&vQ  
• 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。 +I\ bs.84  
• 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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