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    [技术]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: 2024-11-06
    这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。 ~M1%,]  
    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。 "fd=(& M*l  
    ;K-t  
    2.模拟任务 O'U,|A  
    ZaindX{.1  
    DOE: Cms"OkN  
    相位型衍射 IFoN<<7/2$  
    光束整形器 =H?5fT^  
    直径:2mmx2mm ^q r[?ky]&  
    形状:圆形 d}J#wT  
    相位级次:16 dh`A(B{hfc  
    GQxJ (f  
    0LuY"(LR  
    3.建模任务:入射光场 vAxtN RS  
    $& gidz/w  
    高斯准直激光光束的光束参数 \9Zfu4WR  
    U<byR!qLie  
    波长:632.8nm o|E(_ Y4d  
    • 激光光束直径(1/e2):1mm .sMi"gg  
    vjS7nR"T  
    vB4qJ{f  
    P"<ad kr  
    4.建模任务:期望输出光场 `P*j~ZLlXN  
    S@-X?Lu  
    期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): RlI qH;n  
    vbJMgdHFR  
    • FWHM-直径:0.5mm Q-CVq_\3I  
    • 边缘宽度:50um m':m`,c!  
    • 效率:>95% sM[c\Z]  
    • 信噪比(SNR):>30dB 13 p0w  
    • 杂散光:<5% h8;"B   
    36UW oo  
    v>l?d27R  
    =5F49  
    5.设计方案 w=2 X[V}  
    Pfy;/}u^c  
    • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 @Q5^Q'!  
    • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 -ZJ:<  
    m!if_Iq  
    vUA`V\  
    yY|U}]u!V  
    6. 衍射光束整形器会话编辑器 V^5 t~)#46  
    =2'^ :4Z  
    • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 qILr+zH  
    • 用户必须输入所需的信息 8yl /!O,v  
    - 入射场 _~"3 LB  
    - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) ]P^ +~  
    - 系统参数 e&nw&9vo  
    - 制造条件 ktb. fhO  
    '(*D3ysU  
    6, ~aV  
    9!h+LGs(,  
    7.设计过程 h~t]WN  
    Sj+#yct-  
    @,.H)\a4  
    #UIg<:  
    B$j,:^  
    iqYc&}k,  
    设计和优化过程由两步完成: v-qS 'N 4  
    1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 Z O^ +KE"  
    2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 E}+A)7mA  
    xa:P(x3[  
    8.系统模拟 X)S4rW%  
    • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 }_x oT9HUr  
    • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 I+SL0  
    • 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。 0Jrk(k!  
    • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 M"V@>E\L  
    n\4+xZr  
    ^,gKA\Wli  
    oY: "nE  
    9. 初始几何光学设计的结果 7[\B{N9&W  
    @VAhmYz  
    usi p>y  
    Lb/_ULo6-V  
    感兴趣的优化函数 2UquN0  
    • 效率满足(>95%) # L R[6l  
    • 信噪比不满足(<30db) ^C{a'  
    • 杂散光不满足(>5% wv$=0zF  
    ohl%<FqS  
    LWE !+(n  
    -XBNtM_ "  
    10. 后续IFTA优化后的结果 2ou?:5i  
           Z8W<RiR  
    2},}R'aR  
    U?>cm`DBP  
    \<%a`IA!*  
    sQvEUqy9  
    感兴趣的优化函数 f!yxS?j3  
    • 效率满足(>95%) CT : ac64  
    • 信噪比满足(<30db) LO229`ARr|  
    • 杂散光满足(<5%) )yk LUse+  
    i F Ab"VA  
    11.总结 |(fWT}tg  
    • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。  E=E  
    • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 %-dGK)?  
    • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 ]!QeJ'BLM  
    • 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。 T&%>/7I>  
    • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。
     
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