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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 yeMe2Zx  
     R )4,f~@"  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ei>iXDt  
    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。 I5Ty@J#  
    H!6+x*P0  
    2．模拟任务 U<r!G;^`  
    vRn]u57O  
    5wdKu,nq  
    DOE： Y DW^N] G  
    相位型衍射 `mI5Z*]-  
    光束整形器 7<=p*  
    直径：2mmx2mm "',;pGg|K  
    形状：圆形 Jamt@=  
    相位级次：16     %"=GQ3u[  
    0~+*$W  
    LitdO>%#2  
    3.建模任务：入射光场 H|7XfM  
    *YX5bpR?  
    = y(*?TZH  
    高斯准直激光光束的光束参数 I(WIT=Wi<  
    p-l FzNPc0  
    • 波长：632.8nm ,`OQAJ)>  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm 2s> BNWTU  
    D SWmQQ  
    yyk@f%  
     I}f7|hYX  
    4.建模任务：期望输出光场 19-V;F@;  
    717G CL@  
    r&Qa;-4Pl  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: j:>0XP  
    QoZZXCU  
    • FWHM-直径：0.5mm :>o 0zG[;f  
    • 边缘宽度：50um FA;-D5=  
    • 效率：>95% ,%BDBZ  
    • 信噪比（SNR）：>30dB k.jBu  
    • 杂散光：<5% eMdf [eS  
    Zy.ls&<:  
     /u_9uJ"-K(  
    0*9xau{(  
    5.设计方案 [Y?Y@x"MZ  
    ?FUK_]  
    ywkRH  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。 {]Cn@.TPD  
    • 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。 4e;$+! dlV  
    ~R~.D  
    I.(@#v7T  
     TI<3>R  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 *9w-eK1{  
     1c429&-  
    }%jpqip  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 Y"r728T`K  
    • 用户必须输入所需的信息 .Pte}pM"v  
    - 入射场 s$(%?,yf2  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） i7v =o#  
    - 系统参数 [}GK rI  
    - 制造条件 ij~-  
    ]NI CQ9  
     %l#X6jkt  
    RLL%l  
    7.设计过程 /3tErc'  
    % ;R&cSZ  
    H?a $o(  
    Ewq@>$_!  
    cDzb}W*UM  
    {&^PDa|nD  
    I{WP:]"Yf  
    设计和优化过程由两步完成： Iz'Et'w8!  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 XGbpH<  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 o1?-+P/  
     ?*yB&(a:8  
    8.系统模拟 7:Rt) EE2  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 C984Ee  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 Rg\4#9S JF  
    • 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。 ~e]B[>PT  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 Y'bz>@1(  
    K/*"U*9Kv  
     nCp_RJu  
    /V`SJ"  
    9. 初始几何光学设计的结果 N{&Lo}6F  
    }{=}^c"t'  
    oWLP|c~ Ap  
    s :BW}PM  
    @1gURx&2_  
    感兴趣的优化函数 yzT1Zg_ER  
    • 效率满足（>95%） frDMFEXXP  
    • 信噪比不满足（<30db） *| W*Mu  
    • 杂散光不满足（>5% -$:*!55:j  
     $w <R".4  
    Yt,MXm\  
    m&D I2he  
    r\F2X J^  
    10. 后续IFTA优化后的结果 XksI.]tfj  
           jF j'6LT9/  
    DO~[VK%|  
    @ <2y+_e  
     p8@8b "  
    WLw i  
    感兴趣的优化函数 2p#d  
    • 效率满足（>95%） "aI)LlyCY  
    • 信噪比满足（<30db） :t9![y[=|  
    • 杂散光满足（<5%） m[Ihte->  
    +!px+*)bW  
    11.总结 TOKt{`2}  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 mAGD qz>f  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 X=Ar"Dx}}s  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 DNqV]N_W  
    • 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。 5mpql[v3P  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 DEhR\Z!  
    %e0X-tXcmX  
     UR=s=G|  
    QQ：2987619807 ?V+\E2  
     
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