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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`&#IRz  
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。 f ,F X# _4  
c*bvZC^6  
2.模拟任务 f ULt4  
K~W(ZmB  
DOE: qZ1'uln=C-  
相位型衍射 #;[G>-tC  
光束整形器 [doEArwn  
直径:2mmx2mm .#[ 9q-  
形状:圆形 HD j6E"  
相位级次:16 ,9&cIUH  
X8C7d6ca  
sSM"~_y\  
3.建模任务:入射光场 "Q?+T:D8|  
01cBAu   
高斯准直激光光束的光束参数 }(EH5jZ'  
Q,U0xGGz  
• 波长:632.8nm 1J?v\S$ma`  
• 激光光束直径(1/e2):1mm D|uvgu2  
V_7\VKR  
!KHgHKEW^  
Dqy`7?Kn  
4.建模任务:期望输出光场 ddHl&+G  
ug3\K83aj/  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): YWZ;@,W  
n0(Q/  
• FWHM-直径:0.5mm >0^<<=m  
• 边缘宽度:50um HNzxF nh  
• 效率:>95% d NACE*g;q  
• 信噪比(SNR):>30dB *`>BOl+ro  
• 杂散光:<5% YxF@1_g  
rN0<y4)!  
kK &w5'  
~\":o:qyc  
5.设计方案 b:==:d:0s  
Wjb_H (D  
• 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)。 b3A0o*  
• 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)。 35\ |#2qw6  
$1f2'_`8~  
* EWWN?d  
K%q5:9m  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 0Lo8pe`DH  
R%UTYRLUn  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 J0xHpe  
• 用户必须输入所需的信息 l=?e0d>O  
- 入射场 ee {ToK  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) H|% J"  
- 系统参数 7l* &Fh9;  
- 制造条件 [ZWAXl $  
B+W7zv  
P6+ B!pY  
*HoRYCL  
7.设计过程 8dE0y P  
/,\V}`Lx"  
D<WnPLA$g  
U5Hi9fe  
"*d6E}wG  
<KMCNCU\+  
设计和优化过程由两步完成: T$;S   
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 8(1*,CJQg  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 AC RuDY  
n`,  <g  
8.系统模拟 e=i X]%^  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Oeh A3$|#  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 z\ZnxZ@  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 hRf l\Q[  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 wJC[[_"3 I  
~ZKJ:&f  
u*C*O4f>OC  
P:{Aq n~zR  
9. 初始几何光学设计的结果 s~M$Wo8  
b A+_/1C  
+?J  N_aR  
PUR,r%K`  
感兴趣的优化函数 E'x"EN  
• 效率满足(>95%) g89@>?Mn  
• 信噪比不满足(<30db) :-?ZU4)  
• 杂散光不满足(>5%  2%@tnk|@  
+|/0sPW(  
0 qS/>u*  
Ci`o;KVj  
10. 后续IFTA优化后的结果 #`iEbiSq  
       ?%,LZw^[  
Ohm{m^VD"  
'+9<[]  
6 f*:;  
+>PsQ^^x  
感兴趣的优化函数 V0;"Qa@q  
• 效率满足(>95%) Bsa;,  
• 信噪比满足(<30db) $8\u  
• 杂散光满足(<5%) 4R'CL N |t  
u@Hz7Q} P  
11.总结 7O55mc>cF  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 z~t0l  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 . 1kB8&}  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ;EBKzB  
• 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。 /43l}6I  
• 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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