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这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ^iWJqpLe 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('bnDU Z>~7|vl 2.模拟任务 _zkTx7H "jf_xZ$H- MkWbPm) DOE: J&bMox 相位型衍射 I%{ 1K+V/ 光束整形器 .hjN*4RY
直径:2mmx2mm @ V_i%=go 形状:圆形 o7^0Lo5Z? 相位级次:16 iI;np+uYk 8Y_lQfJa (+}44Ldt 3.建模任务:入射光场 wScr:o+K>L 2Z ?l,M~ "-\8Y>E 高斯准直激光光束的光束参数 ikO9p|J gYloY=.Z$' • 波长:632.8nm qfRrX" • 激光光束直径(1/e2):1mm g9Ty%|Q7( Fzt7@VNxc
!$#5E1:\ =}0$|@pl 4.建模任务:期望输出光场 39d$B'"<1 v3(0Mu0J :\C/mT3xL) 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): ^V7)V)Z;0 \YHl( • FWHM-直径:0.5mm YxGqQO36 • 边缘宽度:50um wxN&k$`a • 效率:>95% {Es1bO • 信噪比(SNR):>30dB 7X>*B~(R • 杂散光:<5% 5RP5%U 24sQon
i(*fv(z +??pej]Rp 5.设计方案 %/BBl$~ji g`~;"%u7cn ["e;8H[K)% • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 wr~Qy4 ny • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 /B|"<`-H Asy2jw\V
q\<NW%KtX x3F94+<n{ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 b`ksTO`}x .EvP%A
m uJ8FzS>[V • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 ;9q$eK%d • 用户必须输入所需的信息 cQsSJBZ[v5 - 入射场 y'n<oSB} - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) vu&ny&=` - 系统参数 J%
ZM
V - 制造条件 >U?#'e{qW +{}p(9w@
Sy<io@df er2;1TW3E 7.设计过程 P@x@5uC2 ,b?G]WQrHs tK
`A_hC ~#)9Kl7<X
9$}>O] b@sq}8YD|z +UX}
"m~W 设计和优化过程由两步完成: ~}SQLYy7Z 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 = )4bf"~8 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 wUfPnAD.' r"p"UW9og 8.系统模拟 JvaHH!>d/ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 %eGD1.R • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 lQ"t#b+ • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 Z-M4J;J@} • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 Bo1 t}#7 Zu>CR_C
[4@@b"H 07:h4beT 9. 初始几何光学设计的结果 B B^81{A W)Y:2P<. )bpdj, J7~Kjl KXUJ*l-5 感兴趣的优化函数 sDu&9+ • 效率满足(>95%) |uX&T`7?- • 信噪比不满足(<30db) ''k}3o.K[ • 杂散光不满足(>5% Uo[`AzD3 VTi;y{ buWF6LFC ]eX(K5 A PWfd<Yf! 10. 后续IFTA优化后的结果 ,S~A]uH' 'b+
Tio w;J#+ik a)6?:nY$
u/wWD@, k9c`[M 感兴趣的优化函数 e`)zR'As • 效率满足(>95%) Tc|+:Usy • 信噪比满足(<30db) G {a;s-OA3 • 杂散光满足(<5%) kq(]7jU$[ dbF9%I@ 11.总结 "IWL& cH3 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 Lo"s12fr • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 U]ZI_[\'U • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 W=2]!%3# • 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。 #rp)Gc • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。 [.;8GMW
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