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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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    离线infotek
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2020-11-10
    1.简介  v zs)[AD  
     z2_*%S@  
    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。 {JO  
    #@9/g  
    2．模拟任务 L:pYn_  
    wc NOLUl  
    ~hnQUS`A  
    DOE： JPc+rfF  
    相位型衍射 0y" $MC v  
    光束整形器 FxtQXu-g  
    直径：2mmx2mm r6MMCJ|G  
    形状：圆形 G%AbC"  
    相位级次：16     Yz/md1T$  
    NMa}{*sQ  
    vMi;+6'n>  
    3.建模任务：入射光场 9N%We|L,c  
    a}BYov  
    J6s`'gFns  
    高斯准直激光光束的光束参数 \FbvHr,  
    u<6<iD3y  
    • 波长：632.8nm uk< 4+x,2)  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm jk; clwyz/  
    x=hiQ>BIO0  
    @fZ,.2ar  
     j9x<Y]  
    4.建模任务：期望输出光场 HZzDVCU  
    .779pT!,M  
    hYT0l$Ng  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: uy[At+%zg  
    0_95|3kc  
    • FWHM-直径：0.5mm [fya)}  
    • 边缘宽度：50um Xtq_y'I  
    • 效率：>95% c)TPM/>(p  
    • 信噪比（SNR）：>30dB dUeN*Nq&(,  
    • 杂散光：<5% <ktrPlNuM  
    B4c]}r+  
     N=T<_`$5  
    t9kzw*U9  
    5.设计方案 $<dH?%!7  
    AW%#O\N  
    <y2U3; t  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 fn jPSts0  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 _JzEGpeG  
    ITE{@1  
    *KZYv=s,u  
     ?yrX)3hyH  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 =t#llgi~  
     iW]j9}t  
    q 6:dy  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。  &=@IzmA  
    • 用户必须输入所需的信息 'Vzp2  
    - 入射场 '1P2$#  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） ="1Ind@w!  
    - 系统参数 %B2'~|g  
    - 制造条件 *)$Uvw E  
    .;y.]Z/;  
     h0*!;Z7  
    . oF &Ff/[  
    7.设计过程 e8>})  
    -]N x,{  
    Maha$n*  
    oA7tE u   
    X[-xowE-  
    @ wGPqg  
    LiC*@W  
    设计和优化过程由两步完成： |IeTqEu9  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Avge eJi  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 0#7>o^2  
     BA@lk+aW  
    8.系统模拟 .wEd"A&j  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 "(3[+W{|  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 (+w*[qHe  
    • 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。 B?eCe}*f;B  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 xeg/A}yE  
    px A?  
     GL>O4S<`  
    !{+,B5 Hc  
    9. 初始几何光学设计的结果 %8RrRW  
    fbyd"(V 8r  
    \0^Kram>  
    5c@,bIl *  
    /7(W?xOe  
    感兴趣的优化函数 qJf?o.Pv  
    • 效率满足（>95%） KaLzg5is  
    • 信噪比不满足（<30db） HDz5&7* .  
    • 杂散光不满足（>5% {X!r8i  
     SpIv#?  
    |QF7 uV  
    &pxg. 3  
    W- $Z(Z XL  
    10. 后续IFTA优化后的结果 pE3?"YO  
           o3XvRj  
    *[Imn\hu  
    7zl5yK N  
     2,y|EpG#  
    [CTnXb  
    感兴趣的优化函数 eFB5=)ld  
    • 效率满足（>95%） <jBF[v9*m(  
    • 信噪比满足（<30db） ]"pVj6O  
    • 杂散光满足（<5%） v1#otrf  
    VnSCz" ?3  
    11.总结 "syI#U{  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 j}#w )M  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 ,=uD^n:  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 "6("9"  
    • 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。 i9:C4',sw0  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 8:q1~`?5"b  
    p . %]Q*8  
     3RUy, s  
    QQ：2987619807 b3P+H r  
     
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