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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。 =ydpU<aS 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。 }H5/3be QOd!]*W`?m 2.模拟任务 JfSdUWxT z1#oWf{* DOE: |ebvx?\ 相位型衍射 L(;.n>/ 光束整形器 \,hrk~4U;( 直径:2mmx2mm ?H<~ac2e 形状:圆形 (NPxab8e* 相位级次:16 !KAsvF,j g(nK$,c
G#|Hu;C6" 3.建模任务:入射光场 RU7!U mf J,9%%S8/C 高斯准直激光光束的光束参数 vsc&Ju%k moaodmt]x • 波长:632.8nm ~+=E"9Oo • 激光光束直径(1/e2):1mm *CzCUu:%t tR5tPPw
6A.P6DW >r=6A
4.建模任务:期望输出光场 [#>{4qY2 (m/aV 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): t GC2
^a#~ =E!x~S;N • FWHM-直径:0.5mm lf6|. • 边缘宽度:50um lAz2%s{6 • 效率:>95% y)tYSTJK • 信噪比(SNR):>30dB @"w2R$o • 杂散光:<5% [1Uz_HY["3 BD4`eiu"
*Er? C; puA|NT 5.设计方案 Vcr VaBw `2,a(Sk# • 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)。 Ox~ 9_d • 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)。 \1]rlzXGUT }s(C^0x
h07eEg "9%qbMB 6. 衍射光束整形器会话编辑器 Fh^ox"3c }I]W'<jY • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 =!<^^6LZ • 用户必须输入所需的信息 -<PC"B - 入射场 "ee'2O - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) KxX[S.C - 系统参数 5a6VMqQ6 - 制造条件 Ox|TMSb^ R3Ee%0QK
6< >SHw Co[n--@C 7.设计过程 TW2Z=ks= DRp&IP<
ZL=N[XW4' yjFe'
S+iP^*L,c <XvYa{t]{ 设计和优化过程由两步完成: HitAc8 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 /K@$#x_{ 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 #)`\!)? i5VG2S 8.系统模拟 D'nL • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Wy.";/C • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 V~[:*WOX • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 Yg&`
U^7]B • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 6rT4iC3Q{ {@45?L('
ami09JHy Z7KXWu+6`m 9. 初始几何光学设计的结果 P5Dk63z] 8 URj1 W
>(3'Tnu vd(dNu&,< 感兴趣的优化函数 kW+G1| • 效率满足(>95%) ,VWGq@o% • 信噪比不满足(<30db) 7*;^UqGjz • 杂散光不满足(>5% h R~v !k-` eJ|
EHhd;,;O rVcBl4&1*g 10. 后续IFTA优化后的结果 q]XHa ," -njQc:4W,-
;s}3e#$L $rB6<
3S;N(A4 :".w{0l@ 感兴趣的优化函数 +Vy_9I(4Z • 效率满足(>95%) ${>DhfF • 信噪比满足(<30db) a:b^!H># • 杂散光满足(<5%) aq kix"J n_9x"m$ 11.总结 r.<JDdj • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 HY*\ k# • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 <xqba4O • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 hfv%,,e • 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。 7wi%j! • 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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