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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 vrVb/hhG  
     OcR6\t'  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 piq1cV  
    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。 76e%&ZG)Q  
    jP*5(*[&y  
    2．模拟任务 5Fh?YS=  
    OVr, {[r  
    #i$/qk= N  
    DOE： |#<PI9)`  
    相位型衍射 lwS6"2q  
    光束整形器 k-5Enbkr  
    直径：2mmx2mm ;r(hZ%pD  
    形状：圆形 4 ZD~i e  
    相位级次：16     7A7=~:l\G  
    1J8okBhZ  
    ?.E ixGzI^  
    3.建模任务：入射光场 _TF\y@hF*D  
    e[txJ*SuO  
    W i a%rm  
    高斯准直激光光束的光束参数 7;cb^fi/  
    lMpjE  
    • 波长：632.8nm k-;%/:Om  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm =`VA_xVu  
    K-D{Z7J^l  
    rn1^6qy)  
     .j*muDVQn  
    4.建模任务：期望输出光场 4;G:.k!K  
    u\~dsD2)q  
    L2"fO  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: !>$tRW?gH~  
    #BA=?7  
    • FWHM-直径：0.5mm 2-G he3  
    • 边缘宽度：50um jJ^p ?  
    • 效率：>95% nAc02lJh|  
    • 信噪比（SNR）：>30dB /mMRV:pd  
    • 杂散光：<5% ~udi=J |  
    A?l.(qG C_  
     L<HJ!  
    i:ar{ q  
    5.设计方案 }6#lE,\lM  
    j$%KKl8j  
    sGx"j a +  
    • 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）。 lR5< G  
    • 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）。 ;XFo:?  
    xO8-vmf2  
    /P<K)a4GM  
     !Pnvqgp/  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 Ap}^6_YXd  
     \A gPkW  
    2z/qbzG7  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 dZnAdlJ  
    • 用户必须输入所需的信息 XA`<*QC<  
    - 入射场 ?-^eI!  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP）  $$E!u}  
    - 系统参数 Nh7D&#z  
    - 制造条件 &A=>x  
    Fb#_(I[aj  
     _c*0Rr  
    #K A,=J  
    7.设计过程 w_-v!s2  
    n W2[x;  
    g70B22!y  
    'gYUyl  
    5a moK7  
    ><o dBM-  
    n(-1vN  
    设计和优化过程由两步完成： C(i1Vx<-  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 ur\v[k=  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 r|rOIAo  
     yLfb'Ba  
    8.系统模拟 {Lj]++`fB]  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 M7R.? nk  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 UR')) 1n  
    • 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。 \(9hg.E  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 B4k ~~;|  
    `usX(snY  
     c8qsp n  
    SH# -3&$[  
    9. 初始几何光学设计的结果 hS) X`M  
    Z1j3F  
     6C6<,c   
    > %5<fK2  
    uW*)B_c  
    感兴趣的优化函数 <Wgp$qt;  
    • 效率满足（>95%） Yj+p^@{S2P  
    • 信噪比不满足（<30db） :f?};t+  
    • 杂散光不满足（>5% h$`P|#V&  
     s)HLFdis@  
    E"p;  
    XV"8R"u%Q  
     5VWyc9Q  
    10. 后续IFTA优化后的结果 3ifQKKcR{  
           &)?ECj0`  
    @1_M's;  
    KiN8N=z  
     \{W}  
    o+e:H jZZ  
    感兴趣的优化函数 E<u6 js,  
    • 效率满足（>95%） Opc, {,z6  
    • 信噪比满足（<30db） - inZX`afA  
    • 杂散光满足（<5%） zS]8ma  
    `w@8i[2J  
    11.总结 .(T*mk*>  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 BeAkG_uG  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 1"pvrX}  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 SGi(Zkc  
    • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。 dtHB@\1  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 !]1'?8  
    i7hWBd4wK  
     rr/0pa$  
    QQ：2987619807 I"TFj$Pg  
     
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