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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。 =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#oW f{*  
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$,c  
G#|Hu;C6"  
3.建模任务:入射光场 RU7!U mf  
J,9%%S8/C  
高斯准直激光光束的光束参数 vsc&Ju%k  
moaodmt]x  
• 波长:632.8nm ~+=E"9Oo  
• 激光光束直径(1/e2):1mm *CzCUu:%t  
tR5tPPw  
6A.P6DW  
>r=6A   
4.建模任务:期望输出光场 [#>{4qY2  
(m/aV  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): tGC2 ^a#~  
=E!x~S;N  
• FWHM-直径:0.5mm lf6|.  
• 边缘宽度:50um lAz2%s{6  
• 效率:>95% y)tYSTJK  
• 信噪比(SNR):>30dB @"w2R$o  
• 杂散光:<5% [1Uz_HY["3  
BD4`eiu"  
*Er? C;  
puA |NT  
5.设计方案 VcrVaBw  
`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  
h07eE g  
"9%q bM B  
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: Hit Ac8  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 /K@$#x_{  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 # ) `\!)?  
i5VG2S  
8.系统模拟 D'n L  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 Wy.";/C  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 V~[:*WOX  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 Yg&` U^7]B  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 6rT4iC3Q{  
{@45?L('  
ami09JHy  
Z7KXWu+6`m  
9. 初始几何光学设计的结果 P5Dk63z]  
8 URj1 W  
>(3'Tnu  
vd(dNu&,<  
感兴趣的优化函数 kW +G1|  
• 效率满足(>95%) ,VWGq@o%  
• 信噪比不满足(<30db) 7*;^UqGjz  
• 杂散光不满足(>5% h R~v  
!k-` eJ|  
EHhd;,;O  
rVcBl4&1*g  
10. 后续IFTA优化后的结果 q]XHa,"  
       -njQc:4W,-  
;s}3e#$L  
$rB6<  
3S;N(A4  
:".w{0l@  
感兴趣的优化函数 +Vy_9I(4Z  
• 效率满足(>95%) ${>DhfF  
• 信噪比满足(<30db) a:b^!H>#  
• 杂散光满足(<5%) a q kix"J  
n_9x"m$  
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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