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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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    [分享]设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-10
    1.简介 Xdvd\H=  
     UZdnsG7  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 :~-:  
    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。 YPK@BmAdE  
    gtKih  
    2．模拟任务 1[P}D~ nQ  
    c <TEA  
    Np\NStx2  
    DOE： j.M]F/j  
    相位型衍射 8mX!mYO3c  
    光束整形器 rwWOhD)RU  
    直径：2mmx2mm vJE=H9E  
    形状：圆形 FPc `J  
    相位级次：16     %1&X+s3  
    MN: {,#d0  
    l;-2hZ  
    3.建模任务：入射光场 Zma;An6  
    xM())Z|2  
    B:>:$LIL  
    高斯准直激光光束的光束参数 N8]DzE0%  
    'a(y]QG  
    • 波长：632.8nm T m"B  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm lz^Vi!|p  
    XT/t\\Z`U  
    4m~y%> &  
     G[}v?RLI  
    4.建模任务：期望输出光场 >{AE@@PB^  
    NXD-  
    HOi~eX1d  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: ll__A|JQ  
    "Lvk?k )hx  
    • FWHM-直径：0.5mm olv&K(-ccI  
    • 边缘宽度：50um WOPIF~1v  
    • 效率：>95% A":=-$)  
    • 信噪比（SNR）：>30dB drpx"d[c  
    • 杂散光：<5% *mV?_4!,f7  
    &wQ<sVQ0$  
     M._h=wX{}  
    ,b^Y8_ltoT  
    5.设计方案 1G A.c:  
    zMepF]V  
    sudh=_+>  
    • 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）。 -8)C6"V{  
    • 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）。 &%v*%{|j  
    ;0Ua t  
    / 1TK+E$  
     3 85qQppz  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 4~Q<LEly  
     RJ'za1@z;b  
    A46dtFD{  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 (4z_2a(Dl,  
    • 用户必须输入所需的信息 2cu2S"r  
    - 入射场 LQqba4$  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） AW;xlY= g  
    - 系统参数 `C7pM  
    - 制造条件 m5/]+xdNX  
    "z6p=B"?3  
     n[BYBg1yG  
    Ce//; Op  
    7.设计过程 n=f?Q=h\3  
    -^np"Jk  
    G(A7=8vW  
    &'neOf/~  
    ZHwl9n#m  
    <bn|ni|c"  
    ;B< rw ^h5  
    设计和优化过程由两步完成： 0(C[][a*u  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 '?90e4x3/  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。  w@mCQ$  
     rD6NUS  
    8.系统模拟 s!W{ru  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 o8g] ho  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ^^V+0 l  
    • 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。 8\)4waz$  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 !#1UTa  
    @6[aLF]F  
     7u1o>a %9  
    /2r&ga&  
    9. 初始几何光学设计的结果 e\#aQ1?"  
    (RUc>Qi  
    }If,O  
    u3cg&lEgT  
    XThU+s9  
    感兴趣的优化函数 eMOp}.zt|  
    • 效率满足（>95%） /^i_tLgb  
    • 信噪比不满足（<30db） Ug[0l)  
    • 杂散光不满足（>5% #BEXj<m+J  
     / H GPy  
    cri-u E?  
    3nq4Y'  
    D1]?f`  
    10. 后续IFTA优化后的结果 !~mPxGY  
           fX LsLh+~D  
    (-o}'l'mo  
    %Zeb#//Jz  
     BL0xSNE**  
    gYpFF=7j<@  
    感兴趣的优化函数 g |]Hm*  
    • 效率满足（>95%） ?U:c\TA,m  
    • 信噪比满足（<30db） gxDyCL$h3  
    • 杂散光满足（<5%） +>tSO!}[  
    vN6)Szim  
    11.总结 wLq#,X>%B  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 YyY?<<z%  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 \  6Y%z  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 }y|_v^  
    • 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。 0LWV.OIIC  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 Fe2iG-ec  
    C;Kq_/l  
     n2opy8J#!  
    QQ：2987619807 w~AO;X*Ke"  
     
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