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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 R ?s;L r  
     q6pHL  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 W!$U{=  
    展示了可能的期望需求，设计，优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 kcUn GiP  
    3ibQbk  
    2．模拟任务 E G+/2o+W  
    G%k&|  
    gHc1_G]  
    DOE： 1Du5Z9AM  
    相位型衍射 8?8V;   
    光束整形器 0rL.~2)V  
    直径：2mmx2mm %Mj,\J!  
    形状：圆形 9n is8  
    相位级次：16     x"sbm  
    C[.Xi  
    ^~N:lW#=  
    3.建模任务：入射光场 c BqbbZyUk  
    @?e~l:g})g  
    EC5 = 2w<  
    高斯准直激光光束的光束参数  OLIMgc(W  
    -HGRrWS  
    • 波长：632.8nm Ce-= -  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm E} ]=<8V  
    SrH::-{  
    7k,BE2]"  
     #lMcAYH,  
    4.建模任务：期望输出光场 va_u4  
    ^[.}DNR95(  
    L754odc  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: bvJ@H Z$  
    {St-  
    • FWHM-直径：0.5mm k62s|VeU  
    • 边缘宽度：50um q#AIN`H  
    • 效率：>95% 9[JUJ,#X'0  
    • 信噪比（SNR）：>30dB =r/8~~=  
    • 杂散光：<5% |hj!NhBe  
    5.ab/uk;M  
     f.$[?Fi  
    7b08Lo7b  
    5.设计方案 m5 sW68  
    VqvjOeCbH  
    L7{}`O/g7  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 ~tWh6-:|{J  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 ),vDn}>  
    q 8sfG;)  
    CR23$<FC  
     c*7|>7C$i  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 vu@.;-2E%  
     f6K.F  
    /0qbRk i  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 FS=yc.Q_  
    • 用户必须输入所需的信息 T5|kO:CbHq  
    - 入射场 , @UOj=  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） 'u x!:b"  
    - 系统参数 5PZ!ZO&  
    - 制造条件 (_4DZMf  
    _p4]\LA  
     Lu6g`O:['  
    {|>Wwa2e  
    7.设计过程 deaB_cjdI  
    `XH0S`B  
    b MD|  
    "P#1=  
    8Yk*$RR9  
    .B<Bqr@?8  
    UJh;Hp:  
    设计和优化过程由两步完成： pD({"A.x9z  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 wHs1ge(  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 vTx>z\7q,  
     jr0j0$BF  
    8.系统模拟 XfE9QA[  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 1D#-,#?  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 JqMF9|{H  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 .e0)@}Jv8>  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 TMMJ5\t2  
    _rB,N#{2R=  
     Dh8'og)7  
    v]{UH {6  
    9. 初始几何光学设计的结果 MuOKauYa  
    +Mijio  
    F<b'{qf"  
    [HY r|T  
    1Zn8CmE V  
    感兴趣的优化函数 \Aro Sy9  
    • 效率满足（>95%） bD,X.  
    • 信噪比不满足（<30db） [s[ZOi!;I  
    • 杂散光不满足（>5% R6(:l; W  
     aA#79LS  
    -MS#YcsV  
    uEJ8Lmi  
    B }%2FUv  
    10. 后续IFTA优化后的结果 !Nx1I  
           exhU!p8  
    T8A(W  
    7?R600OA  
     A`Dx]y  
    w1"+HJd  
    感兴趣的优化函数 L_Gw:"-+Q  
    • 效率满足（>95%） 0pMN@Cz6  
    • 信噪比满足（<30db） Oq.ss!/z  
    • 杂散光满足（<5%） [ -$ Do  
    D`WRy}o  
    11.总结 <r: AJ;  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 i WD|F-  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 u5A?; a  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 =|P &G~]  
    • 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。 ;B=aK"\  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 ffmtTJFC5  
    * HKu%g  
     l{Df{1b.  
    QQ：2987619807 b&F9<XLqq  
     
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