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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。 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  
tGw QUn  
$wm8N.I3I  
设计和优化过程由两步完成: 3J}/<&wv  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 fq(3uE]nC  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。  K)P].htw  
,|^ lqY  
8.系统模拟 7Um3m yXU  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 - (VX+XHW  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 #9/S2m2\YG  
• 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。 7J|e L yj  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 7e/K YS+!s  
= KJ_LE~)  
XQStlUw8+  
yv(\5)XF  
9. 初始几何光学设计的结果 g E$@: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 <x9w  
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。 o0FVVSl  
• 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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