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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 ii_kgqT^  
     bZ1*:k2  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 4b[bj").A  
    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。 kc0MQ TJU  
    xxyc^\$  
    2．模拟任务 PDPK|FU  
    m5iCvOP  
    U#c Gd\b  
    DOE： JRi:MWR<r  
    相位型衍射 ">.tPn  
    光束整形器 D{s87h  
    直径：2mmx2mm zt: !hM/Vt  
    形状：圆形 t VO}{[U}  
    相位级次：16     =y-yHRC7  
    E& .^|<n  
    \#(1IC`as  
    3.建模任务：入射光场 r :$tvT*  
    qF4tjza;k  
    (_|*&au J  
    高斯准直激光光束的光束参数 ]7Du/)$  
    C{}PO u  
    • 波长：632.8nm iMJt8sd  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm XrM+DQ;  
    CDM6o!ur3  
    BK%. wi  
     u{_,S3Aa  
    4.建模任务：期望输出光场 {Y@shf;  
     u&#>)h  
    &n;*'M  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: -'g> i  
    dkz% Y]  
    • FWHM-直径：0.5mm `v!. ,Yr  
    • 边缘宽度：50um +Ps.HW#NY  
    • 效率：>95% Sc]K-]1(H  
    • 信噪比（SNR）：>30dB 3s/1\m%  
    • 杂散光：<5% ",3v%$ >  
    &RYdSXM  
     _]OY[&R  
    u0Wt"d-=  
    5.设计方案 UP^8Yhdo  
    : c~SH/qS  
    @>Yd6C  
    • 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）。 y<kUGsD  
    • 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）。 ?)|}gr  
    9^W7i]-Z  
    >Xk42zvqn  
     sko7,&  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 3~T ~Bs  
     m;~}}~&vQ  
    "G [Nb:,CR  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ):'wxIVGI  
    • 用户必须输入所需的信息 4`Ud\Jm[s  
    - 入射场 M !'d  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） >O?WRC B  
    - 系统参数 ).;{'8Q  
    - 制造条件 4HGT gS  
    7. <jdp  
     8{jXSCP#  
    uP'L6p5  
    7.设计过程 %`C*8fc&  
    M5h r0 R{  
    u9"yU:1keb  
    o6MFMA+vi  
    %PYO9:n  
    Nu6NyYs  
    ^$: w  
    设计和优化过程由两步完成： vHf)gi}O|  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Ax&!Nz+?  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 ,!l_  
     #@B"E2F  
    8.系统模拟 G1 "QX  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ByY2KJ7  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 H ni^S  
    • 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。 :EV.nD7  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 Ei_ ~ K';  
    $\BYN=#  
     #SHeK 4  
    [Kwj 7q`  
    9. 初始几何光学设计的结果 X(ph$,[  
    =:&xdphZ+  
    R'v~:wNTNs  
    =sYILe[  
    fs ufYIf  
    感兴趣的优化函数 zvV&Hks-  
    • 效率满足（>95%） tVRN3fJH  
    • 信噪比不满足（<30db） ELCNf   
    • 杂散光不满足（>5% .nD#:86M  
     8z1z<\  
    7.h{"xOx{  
    i=EOk}R  
    Cq2Wpu-u  
    10. 后续IFTA优化后的结果 J{ju3jo  
           zl1*GVg  
    ^!1!l-  
    H.ZIRt !RB  
     UTkPA2x  
    XZIapT  
    感兴趣的优化函数 v1:.t  
    • 效率满足（>95%） V.*TOU{{xh  
    • 信噪比满足（<30db） -$Z1X_~;)<  
    • 杂散光满足（<5%） X+;[Gc}(W  
    \1<'XVS  
    11.总结 TwkT|Piw S  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 %l7[eZ{Y  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 DC8#b`j  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 8zx]/ >  
    • 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。 cT'Bp)a  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 N1~bp?$1  
    }emUpju<C  
     gs'M^|e)  
    QQ：2987619807 NpH8=H9  
     
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