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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-10
    1.简介 2V- 16Q'%  
     fiK6@,  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 }NHaCG[,  
    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。 p|X"@kuseO  
    x[FJgI'r  
    2．模拟任务 zqimR#u  
    k3lS8d7  
    \pa"%c)  
    DOE： b6 cBg  
    相位型衍射 [owWiN4`s  
    光束整形器 Ec!"O3%!M^  
    直径：2mmx2mm f%is~e~wc  
    形状：圆形 ?&8^&brwG  
    相位级次：16     7Od -I*bt  
    !j9t*2m[  
    NW~N}5T  
    3.建模任务：入射光场 7-bd9uVK  
    9'fQHwsJ  
    v [wb~uw\  
    高斯准直激光光束的光束参数 >8~.wXyoC  
    D$w6V  
    • 波长：632.8nm nHM~  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm k :(SCHf  
    Z)I+@2  
    "3X2VFwoJ  
     2,DXc30I  
    4.建模任务：期望输出光场 .p<:II:6  
    [T8WThs  
    u(z$fG:g  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: L7n D|  
    ;,hwZZA  
    • FWHM-直径：0.5mm F|'>NL-=  
    • 边缘宽度：50um ef 8s<5"4  
    • 效率：>95% %R}qg6dL  
    • 信噪比（SNR）：>30dB OV1_|##LC  
    • 杂散光：<5% Eq%}  
    H9'$C/w  
     cq,SP&T~  
    wg9t)1k{e  
    5.设计方案 +5w))9@  
    n<Z({\9&H  
    cVXLKO  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 0\X\izQ5  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 8o3E0k1  
    2i)^ !c  
    e),q0%5  
     ~ 8PZ5;g  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 \Z?9{J  
     prWk2_D;*  
    w;%.2VJ  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 6|gCuT4  
    • 用户必须输入所需的信息 )MtF23k)g  
    - 入射场 8EZ$g<}  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） S 8kCp;  
    - 系统参数 p\Q5,eg  
    - 制造条件 MU($|hwiL  
     `xKp%9  
     BOX{]EOj  
    'f#{{KA  
    7.设计过程 hwPw]Ln/  
    `{f}3bO7C  
    4)S,3G  
    Jf{*PgP  
    Lz |? ek7Q  
    NG=@ -eu  
    `"Jj1O@  
    设计和优化过程由两步完成： LGq'WU31:)  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 I5X|(0es  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 .6ylZ  
     3$jT*OyG#  
    8.系统模拟 )cW#Rwu_A4  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 g&^quZ"H  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 .r|tSfm6  
    • 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。 q}b dxa  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 -Fi`Z$  
    |.(dq^  
     ;o 6lf_  
    WO7z  
    9. 初始几何光学设计的结果 0%32=k7O[  
    Mc? Qx  
    L 8c0lx}Nn  
    e|g5=2(Pr&  
    ]V[q(-Jk  
    感兴趣的优化函数 R6 y#S&]x  
    • 效率满足（>95%） sSr&:BOsi  
    • 信噪比不满足（<30db） C1V|0h u  
    • 杂散光不满足（>5% 2+RUTOv/d  
     kYM~d07 V  
    \e:7)R2<!x  
    ~G)S   
    -zCH**y%1  
    10. 后续IFTA优化后的结果 ,bZL C  
           3#W T.4k  
    DMAIM|h  
    {yBs7[Wn  
     kS%Ydy#:'  
    +xRK5+}9  
    感兴趣的优化函数 +UCG0D  
    • 效率满足（>95%） l94b^W}1)W  
    • 信噪比满足（<30db） HNb/-e ,"  
    • 杂散光满足（<5%） ~Sdb_EZ  
    :W"~ {~#?  
    11.总结 aKJwofD  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 %gInje  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 3BzNi'  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 :>rkG?NfL  
    • 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。 <S5BDk  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 \/93Dz  
    ww)<E`eGi  
     #?RU;1)Cw  
    QQ：2987619807 d|jNf</`  
     
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