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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。 NVghkd 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。 [UXN=
76N #i.,+Q 2.模拟任务 *Y?oAVkz n$`+03 a DOE: -#v1/L/= 相位型衍射 `m#-J;la 光束整形器 _1Q6FI5iR 直径:2mmx2mm =&6sU{j* 形状:圆形 ,f{w@Er 相位级次:16 {nXygg
J @R}3f6@67
#|4G,! 3.建模任务:入射光场 d#TA20` n\)1Bz 高斯准直激光光束的光束参数 x!fG%o~h CIz0Gjtx6m • 波长:632.8nm V3#ms0 • 激光光束直径(1/e2):1mm Gbjh|j= JOpH
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)=sbrCl,C/ 6_<~]W& 4.建模任务:期望输出光场 VP>*J`'H H<[~V0= 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): ]+46r!r| {aN pk,n • FWHM-直径:0.5mm /2zan} • 边缘宽度:50um I ^m • 效率:>95% 0Dna+V/jI • 信噪比(SNR):>30dB yhYF "~CM • 杂散光:<5% jQzl!f1c3 Nf^<pT[*
E(j#R" #gqh0 27 5.设计方案 mM72>1~L* hO&b\#@~ • 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)。 c\2rKqFD8 • 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)。 qxb]UV,R 4MS#`E7LrC
m)} 01N4 njf\fw_ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 9M;t4Um =V]0G,,\ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 (z>t 4(%\ • 用户必须输入所需的信息 >9rZVNMU - 入射场 Oo@o$\+v - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) 1Vdi5;dn - 系统参数 {='Bd6_= - 制造条件 !}z'"l4i 4[@YF@_=M
<BED&j!qvP o^vX\a?`u 7.设计过程 Nw'03Jzx_ g/JF(nkP
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OIL8'xY.w <-!1`@l> 设计和优化过程由两步完成: 4lB??`UN 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 bO2?DszT5 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 WN+i 3hC N
o6!gZ1 8.系统模拟 nFNRiDx • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 )^ Y+Vn • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 bsF_.S*k@ • 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。 \~ChbPnc • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 Fs( PVN Sy|GM~
u1$6:"2@5k QM F 9. 初始几何光学设计的结果 m+hI3@j GYfOwV!zB
3NtUB;! xKG7d8= 感兴趣的优化函数 w!7ApEH1 • 效率满足(>95%) >MHlrSH2 • 信噪比不满足(<30db) Bi:lC5d5? • 杂散光不满足(>5% /ooGyF &rBe -52
::oFL#+ Y=P*
10. 后续IFTA优化后的结果 e4tIO d
fj23+
YpDJ(61+ '\I(n|\
{h@\C|nF P9bM+@5e 感兴趣的优化函数 I_ mus<sE • 效率满足(>95%) y("WnVI • 信噪比满足(<30db) Io]FDPN • 杂散光满足(<5%) P35DVK S f1MRmp-f' 11.总结 sgp.;h' • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 ?8-!hU@QC • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 `N *:,8j • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 Plp.\N%f3 • 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。 MjMDD • 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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