| 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$BT
wj?fr?
i'57| ;? *&U9npN 4.建模任务:期望输出光场 'shOSB : i(h[0 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): LCdc7 z* `81 • FWHM-直径:0.5mm )Q\;N C=4 • 边缘宽度:50um `Yut1N • 效率:>95% +&t{IP(? • 信噪比(SNR):>30dB 7f(UbO@BD • 杂散光:<5% Gm|QOuw &?9.Y,
cvC;QRx 9XoKOR( 5.设计方案 [&39Yv.k,7 [OT@gp: • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。 ZNx{7]=a • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。 !",@,$ f{+8]VA
a $KM
q> dXOjaS# ~ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 `P GWu1/ \/,SH?>4x • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 P EbB0GL • 用户必须输入所需的信息 qD9B[s8 - 入射场 B8P%4@T - 期望的输出场=设计目标图样(DTP) YZnrGkQ - 系统参数 wF&\@H - 制造条件 aN7u
j .*,Zh2eXU
@Xh4ZMyEx k"n#4o: 7.设计过程 ).&$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}9 l1
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@yB)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) w gufk{: • 杂散光满足(<5%) EXzY4D ^ 4C2 Dwj 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-g0 2g • 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。
|
|