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infotek 2024-11-06 07:55

设计和优化衍射光束整形元件来生成矩形高帽

这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。  c\x?k<=  
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。 TQEZ<B$  
6 =kd4'yV  
2.模拟任务 ,{oANqP  
vx ,yz+yP  
DOE: |4'E&(BU-  
相位型衍射 tl4;2m3w  
光束整形器 bk7miRIB  
直径:2mmx2mm [lnN~#(Y  
形状:圆形 My[L3KTTp  
相位级次:16 O-G@To3\  
' Wi*[  
Ft|a/e  
3.建模任务:入射光场 QK@z##U  
b"zq3$6*  
高斯准直激光光束的光束参数 J L Z  
.O,gl$y}  
• 波长:632.8nm W35nnBU  
• 激光光束直径(1/e2):1mm gz88$BT  
wj?f r?  
i'57|;?  
*&U9npN  
4.建模任务:期望输出光场 'shOSB  
: i(h[0  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): LCdc7  
z* `81  
• FWHM-直径:0.5mm )Q\;N C=4  
• 边缘宽度:50um ` Y ut 1N  
• 效率:>95% +&t{IP(?  
• 信噪比(SNR):>30dB 7f(UbO@BD  
• 杂散光:<5% Gm|QOuw  
&?9.Y,  
cvC;QRx  
9XoKOR(  
5.设计方案 [&39Yv.k,7  
[OT@gp:  
• VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 ZNx{7]=a  
• 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 !",@,$  
f{+8]VA  
a$KM q>  
dXOjaS# ~  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 `P GWu1/  
\/,SH?>4x  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 P EbB0GL  
• 用户必须输入所需的信息 qD9B[s8  
- 入射场 B8P%4@T  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) YZnrGkQ  
- 系统参数 wF&\@H  
- 制造条件 aN7u j  
.*,Zh2eXU  
@Xh 4ZMyEx  
k"n#4o:  
7.设计过程 ).&$pXj  
YV2^eGr.  
U} g%`<  
~PV>3c3l=  
5= F-^  
k4`v(au^  
设计和优化过程由两步完成: <fyv^e  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 =N3~2=g~A  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 `&+ L/  
co*5NM^  
8.系统模拟 9\"~G)  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 GnLh qm"\  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 mhs%b4'>  
• 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。 ,%:`Ll t]$  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 5Q^~Z},  
N[mOJa:  
w}E?FEe.  
[Z[)hUXE?  
9. 初始几何光学设计的结果 k20H|@g2  
sG}9l1  
UjfB+=7I{L  
qH(2 0Z!  
感兴趣的优化函数 Kp99y  
• 效率满足(>95%) T xN5K`q  
• 信噪比不满足(<30db) gF:wdcO  
• 杂散光不满足(>5% 1ri#hm0x\  
E+>;tLw3j  
%?cPqRHJ ~  
bb<Vh2b>R  
10. 后续IFTA优化后的结果 F )tNA?p)  
       Psv-y  
(z.Vwl5  
.)o5o7H  
SnXLjJe  
!K@y B)9  
感兴趣的优化函数 |n~v_V2.0  
• 效率满足(>95%) >B9rr0d0  
• 信噪比满足(<30db) wgufk {:  
• 杂散光满足(<5%) EXzY4D ^  
4C2 D wj  
11.总结 >Te{a*`"m:  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 dxd}:L~z  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 5-g02g  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 &fTCY-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。 kj[[78  
• 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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