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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。 s z;=mMr/Z  
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。 eB)UXOu1  
t>XZ 3  
2.模拟任务 }<E sS  
zUe#Wp[  
DOE: aeLBaS  
相位型衍射 "r:H5) !  
光束整形器 |:~("rA+v  
直径:2mmx2mm n+v!H O"2u  
形状:圆形 PY[S z=[  
相位级次:16 2=i+L z^  
8[vl3C  
@>d&5}F_>{  
3.建模任务:入射光场 .WxFm@]/\  
q] 2}UuM|U  
高斯准直激光光束的光束参数 [3Wsc`Q  
['Hp?Q|k  
• 波长:632.8nm ]|H]9mys98  
• 激光光束直径(1/e2):1mm mvUVy1-c  
}w;Q^EU  
40`9t Xn  
x& mz-  
4.建模任务:期望输出光场 V5hp Y ]  
pE9aT5 L  
期望输出场的参数=设计目标图样(DTP): Tb>IHoil  
,e}mR>i=e  
• FWHM-直径:0.5mm J R 8 Z6  
• 边缘宽度:50um I8E\'`:<  
• 效率:>95% CD XB&%Sr  
• 信噪比(SNR):>30dB KfJ c  
• 杂散光:<5% pZni,< Q  
^(E"3 c  
:< KSf#O  
Fm-q=3  
5.设计方案 ' [7C~r{%  
%!N2!IiVs  
• 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)。 ' lQ  
• 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)。 ?yK%]1O  
m-~V+JU;x  
/6Jy'"+'0  
eSQzjR*  
6. 衍射光束整形器会话编辑器 vV$hGS(f~  
!W+p<F1i  
• 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。 '<*CD_2t-  
• 用户必须输入所需的信息 j\jL[hG_  
- 入射场 mjkw&2  
- 期望的输出场=设计目标图样(DTP) &r 5&6p  
- 系统参数 +73=2.C0  
- 制造条件 s$2l"|h>B  
ZC9.R$}Kl  
lEVQA*u[  
q.u[g0h;  
7.设计过程 .O@q5G  
O?4vC5x  
l&e5_]+%  
i_jax)m%  
H L}sqcp  
?-RoqF  
设计和优化过程由两步完成: 8VAYIxRv  
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。 D-2v>l_  
2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。 ;?O883@r8  
%O4}i@Fe  
8.系统模拟 E<98ahZ?l  
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。 @?^LxqAWA  
• 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。 J;Z>fAE7  
• 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。 `lV  
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。 t^bdi}[  
@FnI?Rx  
:DJ7d  
="'P=Xh!8  
9. 初始几何光学设计的结果 yjM@/b  
G2[IO $  
 i?i7T`  
s&QBFyKtJ  
感兴趣的优化函数 #?b^B~ #  
• 效率满足(>95%) w$U/;C  
• 信噪比不满足(<30db) foP>w4pB  
• 杂散光不满足(>5% \+evZ{Pu  
skC|io-Zv  
>b!X&JU  
LGo@F;!n  
10. 后续IFTA优化后的结果 kUaGok?  
       sP3.s_U^  
057G;u/  
nTlv'_Y(  
ZR01<V  
mB|mt+  
感兴趣的优化函数 h<^:Nn  
• 效率满足(>95%) #()cG  
• 信噪比满足(<30db) 4htSwK+  
• 杂散光满足(<5%) ?3"D| cS1  
BHJ'[{U*w  
11.总结 :hhE=A>X  
• VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。 7N59B z  
• 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。 Sfoy8<j  
• 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。 TXh@  
• 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。 w#G=Z_Tt  
• 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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