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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。 =00c1v  
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。 ~vbyX  
2\4ammwT  
2.模拟任务 e7_.Xr~[  
-n:~m p  
DOE: hR4\:s+[  
相位型衍射 W>E/LBpE4  
光束整形器 H1t`fyri2  
直径:2mmx2mm 8mm]>u$  
形状:圆形 #NyfE|MKBC  
相位级次:16 `MLOf  
o){\qhLp  
6*aU^#Hz6  
3.建模任务:入射光场 w=QlQ\  
)K}-z+$)k  
高斯准直激光光束的光束参数 A3 uF 0A  
u\y$<  
• 波长:632.8nm mG*ER^Y@D  
• 激光光束直径(1/e2):1mm IDY2X+C#U  
@zC p/fo3  
$eq*@5B  
QM) ob  
4.建模任务:期望输出光场 nb~592u  
w paI}H#  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 2JhE`EVH  
kf:Nub+h t  
• FWHM-直径:0.5mm L%`MoTpK q  
• 边缘宽度:50um FKH_o  
• 效率:>95% RxYC]R^78  
• 信噪比(SNR):>30dB 2CF5qn}T  
• 杂散光:<5% vf@toYc[E  
"?M)2,:A  
Y6E0-bL@Fe  
V<i_YLYmJe  
5.设计方案 Y-s6Z \  
'Ul^V  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 "(YfvO+  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 1wg#4h43l  
VeipM  
_u9bZ'  
zN&m-nrw  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 @s|G18@  
Y D,<]q%  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 D=jtXQF  
• 用户必须输入所需的信息 <dKHZ4  
- 入射场 7NMy1'-q  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) s}<i[hY>  
- 系统参数 2w;Cw~<=d  
- 制造条件 A D%9;KQ8  
Ms=N+e$n  
FvXpqlp  
GD1L6kVd1  
7.设计过程 (XNd]G  
Kw =RqF  
"!R*f $  
8wLGmv^  
8 +mW  
= G>Y9Sc  
设计和优化过程由两步完成: f%/6kz  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 7?ILmYBw  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 qV)hCc/ ~  
) S-Fuq4i4  
8.系统模拟 L>n^Q:M  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 zmhAeblA  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 [ e#[j{  
• 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。 @GWlo\rM6^  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 +fN2%aC  
lE8(BWzw  
_LFABG=  
p{x6BVw?>  
9. 初始几何光学设计的结果 (\%J0kR3[  
D^S"6v" z  
e8&7W3 m  
zbJ}@V  
感兴趣的优化函数 l% p4.CX  
• 效率满足(>95%) w>4( hGO  
• 信噪比不满足(<30db) fS3%  
• 杂散光不满足(>5% QN;GMX5&  
mGo NT  
`o0ISJeKp  
rX22%~1  
10. 后续IFTA优化后的结果 XEUS)X)  
       5O~;^0iC  
44pVZ5c  
xLP8*lvy  
 USJ4Z  
+I@2,T(eG  
感兴趣的优化函数 1U(!%},  
• 效率满足(>95%) F(`Q62o@  
• 信噪比满足(<30db) BkB9u&s^  
• 杂散光满足(<5%) :BF WX  
jGYl*EBx  
11.总结 ; hU9_e  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 bYYjP.rcF  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Yc5<Y-W  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 6n/KL  
• 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。 nv3TxG  
• 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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