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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 509T?\r  
     }PBme'kP  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 WT'-.UX m  
    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`y  
    :C*}Yg  
    2．模拟任务 DK74s  
    V: D;?$Jl  
    R iLl\S#  
    DOE： NPK;  
    相位型衍射 uge r:cD  
    光束整形器 9;+&}:IVS  
    直径：2mmx2mm l+9RPJD/:  
    形状：圆形 ubM1Qr  
    相位级次：16     `;j1H<L  
    SE+hB  
    !T,<p    
    3.建模任务：入射光场 )#m{"rk[x,  
    UjI./"]O  
    ] 0X|_bU  
    高斯准直激光光束的光束参数 f)*?Ji|5F  
    (%X *b.n=  
    • 波长：632.8nm !-lI<$S:  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm I{89chi  
    pTCD1)  
    R! M'  
     9<u&27.  
    4.建模任务：期望输出光场 y|| n9  
    _<(xjWp 8  
    v6 U!(x  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: a51(ySC}<s  
     p& _Z}Wv  
    • FWHM-直径：0.5mm @rYZ0`E9  
    • 边缘宽度：50um M2Nh3ijr  
    • 效率：>95% %unn{92)  
    • 信噪比（SNR）：>30dB KNeVSZT  
    • 杂散光：<5% 8xLQ" l+"  
    ,7B7X)m{3  
     nX!%9x$3  
    rN&fFI  
    5.设计方案 p6- //0qb  
    ~EBaVl ({  
    PB^rniYh  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 E{Wn&?i>A  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 ?ES{t4"  
    ]V/5<O1  
    <9]"p2  
     ? X8`+`nh  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 >&.N_,*  
     "q?(rx;  
    `:iMGq ZN  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 j EbmW*   
    • 用户必须输入所需的信息 7**zb"#y  
    - 入射场 zu}uW,XH-  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） +O8[4zn&k  
    - 系统参数 GG#-x$jK  
    - 制造条件 ^6 l5@#)w  
    MEI&]qI  
     `lY-/Ty  
    /uWUQ#9  
    7.设计过程 L"YQji!  
    f4S}Nga(  
    @lzq`SzM  
    }!K #  
    ;ab[YMkH  
    D!* SA  
    `m'RvUc  
    设计和优化过程由两步完成： k x:+mF  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 +IXr4M&3  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 ^X#)'\T  
     _oZ3n2v}@  
    8.系统模拟 MTwzL<@$  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 ` &=%p|  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 m<n+1  
    • 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。 *fY*Wy9  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 HxR5&o  
    7 :\J2$P  
     {v!w2p@  
    %5L~&W}^"  
    9. 初始几何光学设计的结果 &kf \[|y  
    +sx(q@  
    - .) f~#8  
    Z&@P<  
    "X<V>q$0~c  
    感兴趣的优化函数 [Qr_0O  
    • 效率满足（>95%） [?6+ r  
    • 信噪比不满足（<30db） O4nA ?bA  
    • 杂散光不满足（>5% v#d3W| ~  
     yu#m6K  
    ([m4 dr  
    UaG&HGg]!  
    "wVisL2+.  
    10. 后续IFTA优化后的结果 {%2p(5FB  
            2X`t&zg  
    di;~$rI!?  
    Wu,=jL3?$A  
     9a:(ab'  
    An]Vx<PD  
    感兴趣的优化函数 :EPe,v RT  
    • 效率满足（>95%） `MT.<5H  
    • 信噪比满足（<30db） D!,'}G #  
    • 杂散光满足（<5%） YPs9Pqkn  
    u$qasII  
    11.总结 >d;U>P5.  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 T2?.o.&u  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 7iy2V;}  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 :MYLap&L&  
    • 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。 1)u,%  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 {#t7lV'4  
    a'q&[08  
     iqF|IVPoi  
    QQ：2987619807 _+Z;pt$C  
     
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