用于圆形高帽整形的折射光束整形元件的参数优化

2`o}neF{   案例307.01：用于圆形高帽整形的折射光束整形元件的参数优化 l{{wrU`   这个案例说明了通过折射光束整形编辑器设置一个光束整形系统。所得到的系统可以通过VirtualLabTM的参数优化来提升整个系统的性能。 &y}nd 7o   关键词：参数优化，透镜系统，光束整形，高帽，折射光束整形元件 ;bZIj`D(   所需工具箱：基本工具箱 4l2xhx   相关应用：101.01，100.01，284.01 7sQw&yUL)   相关教程和技术说明：Tutorial101.01,TN.021 % 1+\N   建模任务 p:hzLat~   系统建立会话编辑 8%$V j   w w]^H$In   折射光束整形编辑器帮助建立一个标准的光束整形系统。需要定义入射光束参数、光学结构参数和输出场参数。编辑器中所有参数被储存在文件“Scenario_307.01_Refractive_Top_Hat_Beam_Shaper_1”中。 C(7Y5\"P   yvgn}F{}   Ua@rp3fr   e%v<nGN.-      Qr/8kWa0C   会话编辑器产生一个光学流程图，其中包括一个高斯平面光源，一个光学界面序列元件用于光束整形器的建模，另外还有一个衍射光学优化函数探测器用于分析所产生的高帽质量。 s{-`y`JP   vFK&63   q>~\w1%}a\   对话编辑器通过几何光学分析方法计算整形器表面面形。优化函数：SNR：22dB；效率：90%。SNR比较低，因为高帽的边缘宽度比较小。 wXc"Car)   w2:!yQk_   .oJs"=h:m   参数优化器可以提升高帽的SNR。特别的，它可以减小高帽的边缘宽度，这是因为基于场追迹技术允许考虑衍射，干涉和像差。

7-oH >OF^   *ay>MlcV2=   LvJ')HG   优化文件被储存在文件“Scenario_307.01_Refractive_Top_Hat_Beam_Shaper_2”中。 eB:OvOol*^      &=sVq^d@qe   x9#>0 4s   参数优化器需要在效率和SNR之间转换。因为效率很好时，对在通用优化函数中的SNR的冲击会增加。 ,t+5(qi      l_lm)'ag   %`%xD>![   下山单一算法被用来局部优化。 rx*1S/\PPc   o|7]8K=   g& yR-   优化后的高帽质量：SNR：39Db,效率：91%。SNR显著增加。 Lc|5&<8ZG1      "+REv_:   7-M$c7S   优化后的光路流程图存储在“Scenario_307.01_Refractive_Top_Hat_Beam_Shaper_3”中。高帽靠近光轴的部分中仍然包含少量的一致性错误，因为整个高帽面形都参与优化。第二衍射光学优化函数探测器用来计算高帽中心区域的一致性错误，这样可以进一步提高光束质量，并在整形和靠近光轴处的一致性错误之间找到一种折中的办法。结论： g8yWFqE!T   VirtualLabTM允许折射光束整形系统的参数优化。模拟和优化考虑了衍射，干涉和像差效应。 W^2Q"c# 7F   信噪比和转化效率优化函数能够被用于评估系统质量。