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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。 5dH}cXs  
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。 A!([k}@=j  
QZcdfJck=+  
2.模拟任务 BPp`r_m8w}  
0?)U?=>]p  
DOE: I~LN)hqdo  
相位型衍射 YCJ6an  
光束整形器 vvJ{fi  
直径:2mmx2mm (x} >tm  
形状:圆形 7M#eR8*[se  
相位级次:16 v/n4Lp$W^  
[dG&"%5vD  
9H@I<`qGC  
3.建模任务:入射光场 L5%t.7B  
p0 @ ,-  
高斯准直激光光束的光束参数 7Ao9MF-  
4)L(41h  
• 波长:632.8nm ff.(X!  
• 激光光束直径(1/e2):1mm & PHejG_#  
:]EAlaB4Q  
k lLhi<*  
!.(Kpcrg  
4.建模任务:期望输出光场 {H]xA3[]  
r-M:YB  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): mWOW39Ku  
k A`Z#yu  
• FWHM-直径:0.5mm fE1B1j<  
• 边缘宽度:50um "N"$B~W*  
• 效率:>95% #fq%903=  
• 信噪比(SNR):>30dB {!? @u?M  
• 杂散光:<5% x -wIgo+  
XCCh*qym  
w! J|KM  
mAycfa  
5.设计方案 z >EOQe  
Vu @2  
• 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)。 W[pOLc-  
• 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)。 Y7W xV>E  
pkW }\r  
42`%D  
uvN Lm]*  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 9g*O;0uz  
-6 WjYJx  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Q5[x2 s_d  
• 用户必须输入所需的信息 C$"N)6%q  
- 入射场 sK)fEx  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) @ |bN[XL  
- 系统参数 vNMndo!  
- 制造条件 L-&N*   
!n;0%"(FH  
y^PQgzm]  
gMN>`Z`fV  
7.设计过程 ?vmu,y  
C`G+b{o  
`SFA`B)[5@  
@uh^)6i]/  
2TFb!?/RQ  
6Zr_W#SE  
设计和优化过程由两步完成: Nk.m$  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 LtIR)EtB]  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ldd8'2  
zKh^BwhO|X  
8.系统模拟 q=I8W}Z i  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ///  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 R07]{  
• 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。 Vd+qi~kA  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 /+V}.  
KT5amct  
0+-"9pED>E  
4*AkUkP:T  
9. 初始几何光学设计的结果 gxKL yZO!  
*5|;eN  
a+HGlj 2>  
]%%I=r  
感兴趣的优化函数 {yo{@pdX>  
• 效率满足(>95%) yH=Hrz:<eM  
• 信噪比不满足(<30db) P O*;V<^  
• 杂散光不满足(>5% :d AC:h  
c)*,">$#  
V 4#bW  
^Z |WD!>`  
10. 后续IFTA优化后的结果 v}cTS@0  
       ;J uBybJb  
Vn=K5nm  
o+],L_Ab  
VQ R E ]  
XRl!~Y|  
感兴趣的优化函数 ,`pUz[wl  
• 效率满足(>95%) ut*sx9l  
• 信噪比满足(<30db) BvnNAi  
• 杂散光满足(<5%) \CU-a`n  
+6~y1s/B[  
11.总结 qjm6\ii:)  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 \ u*R6z  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 MJ\^i4  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 gAudL)X  
• 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。 op2<~v0?  
• 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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