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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 WWKvh  
     N8toxRu  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 1'.7_EQ4T  
    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。 t_z,>,BqJ  
    F&RgT1*  
    2．模拟任务 n DS}^Ba  
    XV3C`:b  
    }`(N:p  
    DOE： P{OAV+cG  
    相位型衍射 KRAcnY;u  
    光束整形器 t.T UmJ  
    直径：2mmx2mm v+ 7kU=  
    形状：圆形 _VE^/;$"l  
    相位级次：16     fhPkEvJ  
    XfPFo6  
    Wj|alH9<  
    3.建模任务：入射光场 Q?b14]6im  
    :W#rhuzC  
    YB<*"HxM)}  
    高斯准直激光光束的光束参数 MP Z3D9  
    j#r6b]k(Hv  
    • 波长：632.8nm )J]9 lW&y  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm [^CV>RuO  
    Y3.$G1{#0w  
    q6Rr.A  
     :Z`:nq.a  
    4.建模任务：期望输出光场 &|>S|  
    m>USD? i  
    o#) {1<0vg  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: 'c2W}$q  
    F+R?a+e  
    • FWHM-直径：0.5mm =_$Qtq+h  
    • 边缘宽度：50um 4[Z\ ?[  
    • 效率：>95% FZjHw_pP  
    • 信噪比（SNR）：>30dB Z;9>S=w!  
    • 杂散光：<5% --;@2:lg{  
    rX_@Ihv'  
     O~j> ?  
    8fA_p}wp  
    5.设计方案 8n1'x;  
    |*Z$E$k:  
    ? WJ> p  
    • 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）。 7Q\|=$2  
    • 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）。 db'/`JeK b  
    f#+el y  
    EY*(Bw  
     *6HTV0jv  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 coYij  
     %ZHP2j %~  
    UOQEk22  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ;iDPn2?6?x  
    • 用户必须输入所需的信息 zJe#m|Z  
    - 入射场 r0p w_j  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） d%l{V6  
    - 系统参数 dJ"iEb|4  
    - 制造条件 I*9e]m"  
    U(~+o  
     8r3A~  
    P[s8JDqu  
    7.设计过程 o7IxJCL=Q  
    ss;R8:5  
     KWLbD#  
    j ";2o(  
    [O: !(G je  
    /}-CvSR  
    Bl=tYp|a  
    设计和优化过程由两步完成： lu Q~YjH  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 ~]ZpA-*@Ut  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 wAnb Di{W  
     =8U&[F  
    8.系统模拟 H'Yh2a`!o  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 n3J53| %v  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 CI3XzH\IX*  
    • 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。 J\ e+}{  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 AT5aDEb^^  
    ?%H):r  
     iNMx"F0r  
    Tw +  
    9. 初始几何光学设计的结果 as J)4ema  
    +F dB '  
    m3o,@=b  
    LjV]0%j?r  
    $s<Ne{?  
    感兴趣的优化函数 DBLO|&2!z[  
    • 效率满足（>95%） .*elggM  
    • 信噪比不满足（<30db） ?yh}/T\qp  
    • 杂散光不满足（>5% vTv]U5%:>%  
     [s<^&WM/  
    0OGCilOb*  
    HF3f)}l$  
    :O5og[;b  
    10. 后续IFTA优化后的结果 >[X{LI(_<<  
            & y<ZE  
    ?McQr1  
    ;E'"Ks[GH  
     o/ui)U_   
    {[+2n]f_G  
    感兴趣的优化函数 $8a(veXd  
    • 效率满足（>95%） < y*x]}  
    • 信噪比满足（<30db） |ae97 5  
    • 杂散光满足（<5%） D-,L&R!`  
    [e1S^pI  
    11.总结 g[w,!F  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 6 PxW8pn  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 1h.)#g?{  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 ['ksP-=  
    • 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。 Z{H5oUk  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 A'nq}t 3  
    v!%5&: c3  
     F]9nB3:W  
    QQ：2987619807 _D|^.)=U|  
     
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