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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。 c" l~=1Dr  
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。 iCH Z{<k  
c(~M<nL0  
2.模拟任务 IL~yJx_11  
YziQU_  
DOE: tpVtbh1)u  
相位型衍射 gt ?&!S^  
光束整形器 CzK X}  
直径:2mmx2mm Jn&(v"_  
形状:圆形 EH[?*>+s  
相位级次:16 0}ZuF.  
Wbc % G8  
E/am^ TO`  
3.建模任务:入射光场 o(a*Fk$  
Z?b. PC/  
高斯准直激光光束的光束参数 v\<`"  
bi_R.sfK&  
• 波长:632.8nm _[<I&^%  
• 激光光束直径(1/e2):1mm UVUHLu|^  
SVR AkP-  
'Hq}h)`  
{!,+C0  
4.建模任务:期望输出光场 _Q7)FK  
RpreW7B_Q*  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): _x:K%1_[  
dx~F [  
• FWHM-直径:0.5mm Wl*\kQ}U  
• 边缘宽度:50um 6=zme6D  
• 效率:>95% 2Gj&7A3b  
• 信噪比(SNR):>30dB jW6@U%[!b  
• 杂散光:<5% 5ogbse"  
k<St:X%.O  
Qdtfi1_Y1  
tkd2AMkh!  
5.设计方案 HezCRtxRcc  
oc15!M3$  
• 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)。 Wima=xYe\5  
• 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)。 Z(V 4"x7F  
?1[go+56X  
{}.c.W+  
|S.-5CAh4  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 j\W+wnAgk  
J${wU @_ %  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 2Ay2 G-  
• 用户必须输入所需的信息 "=qdBG9  
- 入射场 +tuC845  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) F[J;u/Z  
- 系统参数 mxXQBmW  
- 制造条件 0z,c6MjM+  
v!W,h2:J  
;ymUMQ%;/  
rMI:zFS  
7.设计过程 /at#[Pw~01  
z`/v}'d[X  
`OBDx ^6F  
{gJOc,U4b  
ov?>ALRg  
V{(ve#y7`{  
设计和优化过程由两步完成: bd%/dr  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 vuD tEz  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 a1s=t_wT  
W/+|dN{O+g  
8.系统模拟 (0Y6tcV]R  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 i8 dv|oa  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Q~`]0R159e  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 M34*$>bk  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 ^d!-IL_  
6W~F nJI  
Iy"   
}n8,Ga%  
9. 初始几何光学设计的结果 -N9U lW2S  
Yj;$hV8j(  
B:Msn)C~  
WM9QC59  
感兴趣的优化函数 Ll&Y_Ry  
• 效率满足(>95%) Ff.gRx  
• 信噪比不满足(<30db) +8v!vuO'  
• 杂散光不满足(>5% B<+}_3.  
{GZHD^Ce  
8_W<BXW  
Ib]{rmaP  
10. 后续IFTA优化后的结果 tz2`X V{  
       xUj[d(q  
\Q]2Zq  
VNaa(Q  
:0V<  
, Lhgv1  
感兴趣的优化函数 N!$y`nwiw'  
• 效率满足(>95%) ba|~B8rII[  
• 信噪比满足(<30db) mM>{^%2Q:  
• 杂散光满足(<5%) :Bda]]Y=  
,sXa{U  
11.总结 iv\?TAZC  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 ,HR~oT^  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 o9>r -  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 nB"q  
• 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。 ~M+|g4W%  
• 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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