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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。 $@Zb]gavt?  
展示了可能的期望需求,设计,优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 Lg|j0-"N  
V%dMaX>^i  
2.模拟任务 1Ls@|   
k7>*fQ89@  
DOE: idvEE6I@  
相位型衍射 ].pz  
光束整形器 8<0H(lj7_  
直径:2mmx2mm EyI 9$@4  
形状:圆形 4?><x[l2{  
相位级次:16 i|Lir{vW  
eT[ ,k[#q  
s!nFc{  
3.建模任务:入射光场 # Fw<R'c  
~e{AgY)  
高斯准直激光光束的光束参数 qnyFRPC  
M7Cq)cT  
• 波长:632.8nm v+znKpE  
• 激光光束直径(1/e2):1mm kGc;j8>."  
@7 &rDZ  
kWjCSC>jA  
YTL [z:k}  
4.建模任务:期望输出光场 7~C@x+1S/  
Zla5$GM  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): ] ?#f=/  
z(g4D!  
• FWHM-直径:0.5mm Ec8Y}C,{7<  
• 边缘宽度:50um eqD%Qdx  
• 效率:>95% P-K\)65{Y  
• 信噪比(SNR):>30dB FfI $3:9  
• 杂散光:<5% PQWo<Uet  
!lm^(SSv  
KqcelI?-I  
J^hj R%H  
5.设计方案 .MhZ=sn  
,aV89"}  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 L; Nz\sJ  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 F:n(yXA  
<po.:c Ce  
 v#IW;Rj8  
92]>"  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 yi"V'Us  
Z?oFee!4  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 4fr/ C5M  
• 用户必须输入所需的信息 NAZxM9  
- 入射场 VeA;zq  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ?%{bMqYJD{  
- 系统参数 vs{i2!^  
- 制造条件 qdCa]n!d  
 8y OzD  
:)g=AhBF  
<uU AAHi  
7.设计过程 #PVgx9T=_  
-869$  
09_3`K. *  
|D$U{5}Mv  
8n?P'iM  
"@ Zy+zLU  
设计和优化过程由两步完成: C;oP"K]4=  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 #i7!  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 &~6Z)}  
NlU:e}zGR  
8.系统模拟 ym2\o_^(  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 uDafPTF  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ;pU9ov4)  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 wDem }uO  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 =NSLx2:T  
`;(/W h  
:)q/8 0@  
4_&$isq  
9. 初始几何光学设计的结果 pb{'t2kk  
bG^E]a/D  
x,2+9CCU  
@>qzRo  
感兴趣的优化函数 #fG!dD42  
• 效率满足(>95%) . m7iXd{  
• 信噪比不满足(<30db) k^C;"awh  
• 杂散光不满足(>5% }qmZ  
[ \V]tpl!  
jzI\Q{[m'  
e&8pTD3  
10. 后续IFTA优化后的结果 ?qHW"0Tjn  
       ro}plK(<WQ  
UQPd@IVu6  
Mn7 y@/1  
zO9$fU  
*.Y! ZaK  
感兴趣的优化函数 w<J$12 "p+  
• 效率满足(>95%) j &,vju  
• 信噪比满足(<30db) gEO#-tMjOQ  
• 杂散光满足(<5%)  3i?{E ^  
 _"%d9B  
11.总结 kkyn>Wxv  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 6%U1%;  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 I = qd\  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ZA1?'  
• 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。 G&/}P$  
• 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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