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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 ofuQ`g1hb  
     S4D~`"4 $/  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 >x8~?)7z  
    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。 VWW(=j  
    ] 69z-;  
    2．模拟任务 no9=K4h`  
    pykRi#[UrX  
    MrhJk  
    DOE： XL`i9kV?  
    相位型衍射 S#l)|c_~  
    光束整形器 AME<V-5  
    直径：2mmx2mm i+~H~k}"X  
    形状：圆形 Idr|-s%l6'  
    相位级次：16     eb7~\|9l1i  
    0pA>w8mh  
    Y|L]#  
    3.建模任务：入射光场 lFD/hz7lc  
    [-2Tj)P C  
    v7mg8'  
    高斯准直激光光束的光束参数 [Y8ot-6  
    9iN}v   
    • 波长：632.8nm hEAP,)>F  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm Xagz(tm/  
    Rip[  
    Eg0qY\'  
     D`NQEt"(  
    4.建模任务：期望输出光场 1G 63eH)!  
    79}Qj7  
    a3^({;k!0  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: X@Yl<9|i  
    +?uZ~VSl  
    • FWHM-直径：0.5mm -XWlmw*i(g  
    • 边缘宽度：50um 8[d6 s  
    • 效率：>95% \"l/D?+Q  
    • 信噪比（SNR）：>30dB 54%h)dLDy  
    • 杂散光：<5% J4jL%5t  
    vR'rYDtU@  
     :.?%e{7  
    ::!{f+Up  
    5.设计方案 &I?d(Z=:\  
    E7j9A`  
    { u1\M  
    • 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）。 WGI4DzKa  
    • 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）。 RaAvPIJa |  
    X;3gKiD  
    |=#uzp7*  
     ,{g B$8z^  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 ,dSP%?vV  
     dwmZ_m.  
    ~jM!8]=  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 5 DvD  
    • 用户必须输入所需的信息 c8M'/{4rH  
    - 入射场 sU;aA0kz  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） H6i;MQ  
    - 系统参数 kT4Oal+4  
    - 制造条件 ]L9$JTGF`w  
    CYN")J8V  
     Uf<IXx&;  
    kUQdi%3yY;  
    7.设计过程 lvIdYf$?  
    QxeK-x^  
    $s!2D"wl n  
    'v_VyK*w  
    N.|uPq$R  
    2[Vs@X  
    h|XLL|:  
    设计和优化过程由两步完成： "yc@_+"\+  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 2JLXDkZ  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 K) {\wV="  
     |f< -lB[k  
    8.系统模拟 Bey|f/ <  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Wf5ohXm>  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 d/&~IR  
    • 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。 ^fT?(y_= e  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 uI+^8-HZ;  
    c_)lTI4  
     W,p?}KiO T  
    lb[\Lzdvmu  
    9. 初始几何光学设计的结果 OjBg$f~0F  
    7Un5Y[FZo  
    <ly.l]g  
    wd0*"c@  
    /\|Behif  
    感兴趣的优化函数 FOD_m&+  
    • 效率满足（>95%） 88M$mjx  
    • 信噪比不满足（<30db） 'I1^70bB  
    • 杂散光不满足（>5% O`Ge|4  
     a^.5cJ$]  
    9{XC9 \~  
    sboX<  
    7&{[Y^R]"  
    10. 后续IFTA优化后的结果 ^V;2v? O  
           x /xd  
    E>3(ff&  
    \KT}T  
     hF7#i_UN<  
    <t)D`nY\  
    感兴趣的优化函数 <ZgbmRY8  
    • 效率满足（>95%） DW.vu%j^[  
    • 信噪比满足（<30db） G$!JJ. )d  
    • 杂散光满足（<5%） ^Yu%JCN8g  
    KI~M.2pk  
    11.总结 c(G;O )ikS  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 ]Z#=w  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Gs)2HR@>  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 kPg| o3H  
    • 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。 X!ad~bt  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 cR"?EQ] `N  
    QeZK&^W  
     Ht!]%  
    QQ：2987619807 1.y|bB+kB  
     
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