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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 D Gr> 2  
     d1T,eJ}  
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 4S,`bnmB  
    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。 0F@"b{&0  
    ]NjX?XdX<  
    2．模拟任务 `o<' x.I  
    ;+0t;B!V  
    L/wD7/ODr  
    DOE： HKF H/eV  
    相位型衍射 '=[?~0(B  
    光束整形器 M54j@_81pX  
    直径：2mmx2mm U2{ dN>  
    形状：圆形 g$( V^  
    相位级次：16     aJYgzr,  
    &@%W29:  
    k:*S&$S!E  
    3.建模任务：入射光场 xG}(5Tt  
    `n$I]_}/%  
    .zS?9MP  
    高斯准直激光光束的光束参数 bx<RV7>0  
    + hn+K1  
    • 波长：632.8nm HkQ*y$$  
    • 激光光束直径（1/e2）：1mm UQ'\7OS  
    0QPH}Vi5}  
    zV:pQRbt.  
     EPS={w$'s  
    4.建模任务：期望输出光场 N*%@  
    (EK"V';   
    ld3-C55  
    期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）: $"0MU  
    Ae69>bkE0  
    • FWHM-直径：0.5mm =g/{%;  
    • 边缘宽度：50um A6GE,FhsG  
    • 效率：>95% u@~JiiC%  
    • 信噪比（SNR）：>30dB eAX )^q  
    • 杂散光：<5% )\sc83L  
    "J+3w  
     XpmS{nb  
    w:s]$:MA8  
    5.设计方案 .7i` (F)  
    lrnyk(M}Q.  
    2rmSo&3@s  
    • 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）。 +6UVn\9Q  
    • 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）。 I"Ms-zs  
    8CnRi  
    ':gUOra|I  
     V+Cwzc^j  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 D@.tkzU@E  
     HFwN  
    )N=NR2xBZ  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 I?"q/Ub~h  
    • 用户必须输入所需的信息 z74in8]  
    - 入射场 !,[C] Q1  
    - 期望的输出场=设计目标图样（DTP） >y.%xK  
    - 系统参数 Yu?95qktP  
    - 制造条件 6:q"l\n>  
    Xv< B1  
     GytXFL3`:  
    -:30:oq  
    7.设计过程 43={Xy   
    F;=4vS]\  
    N-I5X2  
    'rMN=1:iu"  
    /I)yU>o  
    )t$,e2FY  
    FL(6?8zK  
    设计和优化过程由两步完成： B*4}GPQ  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Ggl~nxz  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。 }e2(T  
     2WtRJi?b|  
    8.系统模拟 uHAT#\m:  
    • 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 xEf'Bmebk  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 ##@$|6  
    • 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。 COTp  
    • 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。 356>QW'm  
    {]E+~%Va  
     FDVcow*]n  
    Jrg2/ee,*  
    9. 初始几何光学设计的结果 L:_bg8eD#  
    Bn61AFy`  
    9uRF nzJVx  
    PQK(0iCo4  
    ]4R[<<hd  
    感兴趣的优化函数 Qtbbb3m;  
    • 效率满足（>95%） 3 n'V\H vz  
    • 信噪比不满足（<30db） M7ers|&{  
    • 杂散光不满足（>5% w3=%*<  
     /e]'u&a  
    @J5Jpt*IE  
    C8 vOE`U,J  
    ]UH`Pdlt  
    10. 后续IFTA优化后的结果 OCZ[D{i9@  
           $/=nU*pd  
    iCW*]U  
    %^1cyk  
     O!Oumw,$  
    wk6NG/<  
    感兴趣的优化函数 E<C&Cjz:H  
    • 效率满足（>95%） VH=S?_RY>  
    • 信噪比满足（<30db） U$ F{nZ1  
    • 杂散光满足（<5%） SB5&A_tr  
    L0&RvI#  
    11.总结 *+uHQgn(  
    • VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。 qTAc[Ko  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 FBpH21|/y  
    • 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。 dn }`i  
    • 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。 ?Y:8eD"*  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 J|X 6j&-  
    ynw5-aS3  
     LJOr!rWi  
    QQ：2987619807 $<^u^q37u  
     
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