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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。 A$G>D3  
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。 a5o&6_  
TqK`X#Zq  
2.模拟任务 0sW=;R2  
i,>yIPBU!  
DOE: X 10(oT  
相位型衍射 gE^ {@^  
光束整形器 '6*^s&H~  
直径:2mmx2mm qn}w]yGW  
形状:圆形 p(/PG+  
相位级次:16 X $LX;Lv  
8:c[_3w  
 ~0 <?^  
3.建模任务:入射光场 j!9p#JK#u  
@O b$w1c  
高斯准直激光光束的光束参数 r(./00a  
[4'C4Zl  
• 波长:632.8nm \v bU| a  
• 激光光束直径(1/e2):1mm l@ vaupg  
dXgj  
uxF88$=!t  
SBo>\<@  
4.建模任务:期望输出光场 D4%5T>^LW[  
wS"[m>.{v  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 5tI4m#y2  
qCg`"/0  
• FWHM-直径:0.5mm p$dVGvM(  
• 边缘宽度:50um 9dl\`zlA*  
• 效率:>95% Vrl)[st!;I  
• 信噪比(SNR):>30dB CHp`4  
• 杂散光:<5% G v(bD6Rz  
t_1a.Jv  
+grIw# j  
^Nl)ocHv!  
5.设计方案 Dpp 3]en.  
a=bP   
• 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)。 ;=piJ%k  
• 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)。 "X~ayn'@w,  
.RocENO0  
S\2QZ[u  
y&T(^EA;  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 VF1)dd  
e R"XXF0u  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 9B &QY 2v  
• 用户必须输入所需的信息 e _\]Q-  
- 入射场 rJi;"xF8  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) AA&398F  
- 系统参数 i1RU5IRy|j  
- 制造条件 +!9&E{pmo  
m~Q]#r  
MkJ}dncg*  
t]1j4S"pm  
7.设计过程 N\XZ=t^h(  
T;D`=p#  
[9S\3&yoh  
C 9IKX  
F?=(4Pyvu  
/5M@>A^?'  
设计和优化过程由两步完成: Z'c{4b`N  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 t/z]KdK P  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 -AwR$<q'  
W70J2  
8.系统模拟 Ql8E9~h  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 /VB n  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ct='Z E  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 -FA]%Pl<'  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 *yp}#\rk  
AD$k`Cj  
Iw(2D(se  
h*2Q0GRX  
9. 初始几何光学设计的结果  e;8>/G  
jSbO1go#  
I,dH\]^h=  
4Fhiac  
感兴趣的优化函数 Kl.xe&t@j  
• 效率满足(>95%) zA[6rYXY  
• 信噪比不满足(<30db) O[[:3!6q  
• 杂散光不满足(>5% [AE-~+m)^  
"<b~pfCOQk  
rQT@:$ )  
H|>dF)%pj  
10. 后续IFTA优化后的结果 l<  8RG@  
       l{wHu(1  
hPtSY'_@_  
kOR5'rh  
H?tonG.^(  
{`fhcEC  
感兴趣的优化函数 NikY0=i  
• 效率满足(>95%) ^S!^$d*  
• 信噪比满足(<30db) ##VS%&{  
• 杂散光满足(<5%) pUby0)}t  
X~XpX7d!  
11.总结 >*rsRR  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 vH_QSx;C#  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ~6!{\un   
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 Y%!3/3T  
• 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。 D*3\4=6x  
• 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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