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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。 JDbRv'F:( 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。 r}?uZ"]=? EV=/'f[++ 2.模拟任务 pNt,RRoR '! \t!@I$ DOE: 8.`*O 相位型衍射 d8N{sT 光束整形器 NW=gi
qB 直径:2mmx2mm 0j\} @ 形状:圆形 LH_VdLds 相位级次:16 &/+LY_r'<I _bsAF^ ;
}BFX7X 3.建模任务:入射光场 luvxwved TUy
25E 高斯准直激光光束的光束参数 JE~;gz] YY4XCkt • 波长:632.8nm ?^}
z • 激光光束直径(1/e2):1mm obzdH:S uT#4"G9A[
(T65pP_P 7 !c2<-3e 4.建模任务:期望输出光场 {JGXdp:SB \&XtPQ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): 4tA`,}ywPq i]$/& / • FWHM-直径:0.5mm 9*Z!=Y#4, • 边缘宽度:50um U;w|
=vM • 效率:>95% rbw~Ml0 • 信噪比(SNR):>30dB dy"7Wl]hi7 • 杂散光:<5% ~pt#'65}: "=Xky,k
JHJIjYG>P D~Rv"Hh 5.设计方案 9O4\DRe5c #Fkn-/nL • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 /ka "YU • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 z(dDX%k@ !Bu=?gf
`Lj'2LoER WupONrH1e 6. 衍射光束整形器会话编辑器 ET\>cxSp /A82~ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 w678 • 用户必须输入所需的信息
qZ<|A%WQ - 入射场 eW\C@>Ke - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) J;5G]$s - 系统参数 ]|8*l]oc - 制造条件 FT;I|+H*P nd)`G$gL
Ha/Gn!l <Kk[^.7C; 7.设计过程 3kJ7aBiR< /4>|6l=
(.~,I+Cz' LZ4Z]!V
tGwQUn $wm8N.I3I 设计和优化过程由两步完成:
3J}/<&wv 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 fq(3uE]nC 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 K)P].htw ,|^ lqY 8.系统模拟 7Um3myXU • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 -(VX+XHW • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 #9/S2m2\YG • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 7J|eL
yj • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 7e/K YS+!s =
KJ_LE~)
XQStlUw8+ yv(\5)XF 9. 初始几何光学设计的结果 gE$@:j 9RQw6rL
JQ<9~J xG8z4Yu 感兴趣的优化函数 A)HV#T`N • 效率满足(>95%) '-[?iF@l • 信噪比不满足(<30db) IJ2>\bW_p • 杂散光不满足(>5% PS/00F/Ak en8l:INX
zuYz"-(L ~PA6e+gmL 10. 后续IFTA优化后的结果 :rnj>U6<> WV,j
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7NP
Ny 8?[#\KgH1
*GC9o/ ~IS3i'bh 感兴趣的优化函数 K)nn;j= • 效率满足(>95%) m ol|E={si • 信噪比满足(<30db) - %`iLu • 杂散光满足(<5%) b\^9::oY x`Ik747^v 11.总结 ,7^,\ ,-m • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 o0FVVS l • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 6#(rWW"_ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 *v0}S5^/" • 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。 >OW>^%\!1 • 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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