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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。 G w$sL&1m\  
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。 D %`64R  
%7PprN0>  
2.模拟任务 J2`b:%[  
-k p~p e*T  
DOE: .oq!Ys4KA  
相位型衍射 7)IB IlV  
光束整形器 ,Z;z}{.hq  
直径:2mmx2mm Q)c $^YsI  
形状:圆形 aPq9^S*  
相位级次:16 ,x?H]a)  
_$me.  
x7X"'1U  
3.建模任务:入射光场 oVsj Q  
4-4lh TE(  
高斯准直激光光束的光束参数 Ek+L"7  
9lA@ K[  
• 波长:632.8nm j[XA"DZR<  
• 激光光束直径(1/e2):1mm ?gb"S,  
?=]`X=g 6  
nu] k<^I5|  
\#[W8k<Z  
4.建模任务:期望输出光场 8x jJ  
W>Y8 u8  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): z[DUktZl  
PXcpROg56  
• FWHM-直径:0.5mm eB78z@  
• 边缘宽度:50um Wiqy".YY  
• 效率:>95% JEX{jf  
• 信噪比(SNR):>30dB C|Bk'<MI  
• 杂散光:<5% 2*Uwp; 0  
. *>LD  
!ZbNW4rIP  
0K'lr;  
5.设计方案 :4h4vp<  
GA{>=Q _~  
• 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)。 v#.FK:u}  
• 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)。 xDu11W+g  
kL^;^!Nt  
!Y-MUZ$f  
+15j^ Az  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 5M{N-L_eC  
PG9won5_  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 $"T1W=;j9  
• 用户必须输入所需的信息 g*ES[JJH&  
- 入射场 D5)qmu  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) []0`>rVq  
- 系统参数 |v8>22y  
- 制造条件 8Uvf9,I'  
n<Z;Xh~F  
Mk= tS+  
y-}lz#N  
7.设计过程 gLQWL}0O  
K;G1cFFyG  
a=k+:=%y  
r!yrPwKL  
UuAn`oYhV  
%96JH YcX  
设计和优化过程由两步完成: <\?ySto  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 $Ha?:jSc  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 WUAjb,eo  
o(>!T=f  
8.系统模拟 |Wj)kr !|  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 #O^H? 3Q3  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 $}l0Nh'Eu  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 3j0/&ON  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 .t xgb  
wCeSs=[  
*D F5sY  
@.T'  
9. 初始几何光学设计的结果 4XQv  
M{zzXE[@  
`8\pihww  
b=-<4Vu*\  
感兴趣的优化函数 Kom$i<O?48  
• 效率满足(>95%) ZP*Hx %U  
• 信噪比不满足(<30db) zUXqTcj  
• 杂散光不满足(>5% 6<NaME  
I'BoP  
BkA>':bUr  
B[C2uVEX:  
10. 后续IFTA优化后的结果 !li Q;R&  
       dI-=0v-|  
CBs0>M/  
&pK1S>t  
j)C%zzBu(  
:cG_aO kid  
感兴趣的优化函数 f`p`c*  
• 效率满足(>95%) f&H):.  
• 信噪比满足(<30db) >AV-i$4eQ@  
• 杂散光满足(<5%) fV Ah</aZ  
B!! xu  
11.总结 9Z6] ];8E  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 Ne@Iv)g?  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 <y6M@(b  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 s41<e"  
• 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。 DuZ51[3_L  
• 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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