设计和优化衍射光扩散器以生成高帽

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讯技casey 发表于 2024-11-8 09:09:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
此案例演示了设计和优化衍射光学元件的(DOE)作为光扩散器,来生成矩形高帽图样。

1.建模任务

DOE:扩散器
直径:1.4mm X 1.4mm
相位等级:2
像素尺寸:>1um

image.png

2.照明光束参数

image.png

 波长:632.8nmm
 激光光束直径(1/e2):700um


3.期望输出场参数

image.png

• 直径:1°
• 分辨率:≤0.03°
• 效率:>70%
• 杂散光:<20%


4.设计和优化方法

• VirtualLab Fusion可以使用不同的设计和优化方法。
• 对于此案例,迭代傅里叶变换算法(IFTA)用于设计和优化(DOE)期望的衍射光学元件。

5.配置方法
image.png

你可以
• 使用辅助会话编辑器,进行光学系统的设置并且配置优化和设计文档。
• 或手动进行一切配置(更高级的方法)。

通过点击Start→Diffractive Optics→Regular Shape Diffuser 看可以打开会话编辑器的开开始页面。如下图所示。

image.png


6.设置输入光束参数

image.png

腰束和发散角的定义:1/e2 Waist Diameter,Divergence Full Angle。

image.png

设置波长为632.8nm,腰束直径为700um。

7.光学系统

image.png


选择光学系统为角谱(Angular Spectrum)。

image.png

光学系统周围介质默认为空气。

8.期望输出场设置

image.png


维度设置为二维高帽(2D Top Hat),高帽(Top Hat)形状设置为矩形(Rectangular Shape)。

9.参数确认过程中的提示

image.png

• 指定要创建光图样的期望光学分辨率。
• VirtualLab Fusion给出了一些有用的建议。
• 考虑到在相干照明下,光图案由散斑组成。为了获得清晰的期望光图案,散斑尺寸应该小于光图案的最小细节。
• 散斑大小由分辨率影响,但不能任意控制。


10.警告
image.png

出现以下情况,会出现红色警告信息:
• 通告指定的光学系统,不能达到期望的分辨率。
• 光学系统将创建离散点,而不是散斑图。
• 光学系统或指定分辨率并不能实现光图案所有的细节。

单击Optimize Resolution按钮来帮忙调整系统参数。


11. 帮助改变参数

image.png

• 这个对话框会显示分辨率是否适合典型的扩散器设计。
• 此处显示设置没有任何问题。
• 另外,通过这个工具,VirtualLab Fusion提供了某些确定选项以对参数进行调整,从而达到一个最佳的激光光束直径和分辨比。


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