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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 =`]|/<=9'U  
     e0v9uQ%F5  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 W$JY M3!  
    展示了可能的期望需求，设计，优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。 Z]x  5!  
    ZRXI?Jr%  
    2．模拟任务 C!ZI&cD9  
    HUU >hq9  
    4Q$j]U&b  
    DOE： aQ!9#d_D  
    相位型衍射 ub`z7gL  
    光束整形器 :u >W&D  
    直径：2mmx2mm `d}W;&c  
    形状：圆形 VO. -.  
    相位级次：16     r~Y>+ln.  
    8qFUYZtY  
    >vD['XN,  
    3.建模任务：入射光场 wUZQB1$F  
    DC$7B`#D  
    oF%^QT"R  
    高斯准直激光光束的光束参数 H_% d3 RI  
    Yw~;g: =  
    • 波长：632.8nm ur/Oc24i1n  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm 6-*~ t8  
    0M#N=%31  
    :kWZSN8.D  
     vQ:x% =]  
    4.建模任务：期望输出光场 eZ!yPdgy|  
    U9<_6Bsd  
    +Fk4{p  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: F3r S6_  
    I6K7!+;2  
    • FWHM-直径：0.5mm I$aXnd6)  
    • 边缘宽度：50um #'J~Xk   
    • 效率：>95% u{g]gA8s  
    • 信噪比（SNR）：>30dB * T JBPM,  
    • 杂散光：<5% {[Uti^)m%  
    "[awmZ:wo  
     I`/]@BdgY  
    a<f;\$h]  
    5.设计方案 gXq!a|eH  
    v$t{o{3  
    f zLANya  
    • 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）。 NlA*\vco  
    • 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）。 -`-ACWeNV  
    - waX#U T=  
    !aQIh  
     .>k=A|3G  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 $|Q".dD  
     F`fGz)Mk  
    2#'rk'X,K  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 @b]VCv0*f%  
    • 用户必须输入所需的信息 |2qR^Hd&5  
    - 入射场 "(0oP9lZ  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） X"kXNKV/n  
    - 系统参数 `ajx hp  
    - 制造条件 H!Wis3S3G  
    $TR=3[j  
     HMF8;,<_w?  
    f8^"E $"  
    7.设计过程 J=@hk@Nq#  
    /r>IV`n{  
    kX igX-  
    M,&tA1CH  
    grGhN q  
    ~af8p {  
    F\;2 i:(  
    设计和优化过程由两步完成： U%Dit  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 $RpF xi  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 DD2adu^  
     /^d. &@*  
    8.系统模拟 W5pn;u- sz  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 =\M)6"}y}  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 :b"= KQ  
    • 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。 I9;xzES  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 VxNXd?  
    V:(y*tFA  
     JK[T]|G  
    m[8IEKo  
    9. 初始几何光学设计的结果 7kdeYr~<1  
    J(4g4?  
    QQ*gFP.Ao  
    bdCykG-  
    Dq|GQdZ>o  
    感兴趣的优化函数 yGRR8F5>(  
    • 效率满足（>95%）  "";=DH  
    • 信噪比不满足（<30db） %yeu"  
    • 杂散光不满足（>5% \e_IFISC  
     @]*[c})/  
    1bd$XnU  
    kPWBDpzN  
    $Tfm/=e  
    10. 后续IFTA优化后的结果 X|,["Az 8  
           )GK+  
    z23#G>I&  
    NJk)z&M  
     ;r3}g"D@  
    (9E( Q*J5x  
    感兴趣的优化函数 lHcA j{6  
    • 效率满足（>95%） >$Fp}?xX  
    • 信噪比满足（<30db） f#1/}Hq/I  
    • 杂散光满足（<5%） emA.{cVr!  
    rjXnDh]MC  
    11.总结 d<!IGt4Ky  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 7q!?1 -?8R  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 2R\+}  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 p:Oz<P  
    • 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。 '(tj[&aL  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 uj)yk*  
    "$r 1$mBi  
     alV dQfu  
    QQ：2987619807 r|<6Aae&  
     
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