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cherryjhy 发表于 2023-3-22 08:58:34

优化衍射扩散反射镜以生成任意的光图案（上）

Scenario 573（1.0）

相关案例：DO.003，545
相关教程：VirtualLab Fusion-基本工具箱，衍射光学工具箱

1.摘要
 这个示例演示了优化衍射扩散器以在远场生成任意光图样。通过迭代傅里叶变换算法（IFTA）来优化反射镜表面轮廓。
 优化过程分为三个步骤。
- 应用IFTA优化一个透射衍射扩散器的透过率函数。
- 基于透过率函数来计算反射镜的反射函数。
- 计算反射镜的高度轮廓。
 在学习和使用此案例之前，我们建议你首先阅读应用案例545。

2.模拟任务

衍射扩散器反射镜
相位级次：2
直径：5.75×5mm

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F5021100405D.png
照明光束参数

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502110154194.png

波长：532nm
激光光束直径（1/e2）：1.1mm


期望输出场参数

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502110233335.png

位图文件：Sc573_Diffuser_Mirror_Pattern_Generation_01.jpg
图案直径：400×187mm
光轴偏移：0×100mm
效率：>25%
分辨率约： 700×700um


3.设计步骤1-设计透过率函数

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502110341328.png
 优化投射扩散器的透过率函数。
 假设扩散器和目标屏之间是远场系统。

开始扩散器设计

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502110411625.png

选择Diffractive optics-Pattern Generating Diffuser

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502110503N9.png

进入扩散器设计会话编辑界面

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F50211054CW.png

指定高斯光束束腰以及发散角的定义类型

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502110PGC.png

确定高斯光束的波长及束腰直径

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502110U0V2.png

指定近轴远场作为光学系统

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502111134G9.png

确定近轴远场距离

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502111033534.png
通过Import导入准备好的.jpg图片，并指定图案尺寸400mmx187mm

 使用IFTA优化二元扩散器透过率函数。
 IFTA优化文档可以通过图样生成扩散器会话编辑器生成。
 期望光图样可以由jpg文件导入。
 由于一个二元透过率函数总是会生成一个孪生像，因此必须对二元透过率进行优化，即在y方向上进行离轴，以使孪生像分开。
 请参考Sc573_Diffuser_Mirror_Pattern_Generation_02.seditor。

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F50211121c03.png
指定相位阶次：一个二阶相位级次

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502111301130.png

 IFTA优化文档Sc573_Diffuser_Mirror_Pattern_Generation_03.dp
 像素大小：830nm×800nm
 单周期像素数：2271×2355
 周期：1.9mm×1.9mm


http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F50211140O27.png

光学系统：Sc573_Diffuser_Mirror_Pattern_Generation_04.lpd

4.设计步骤2-反射镜反射函数
 衍射扩散器反射镜的反射函数可以由扩散器透过率函数计算得到。
 反射函数与透射函数一样，但为了得到类似的衍射角必须在旋转方向上拉伸：
→像素大小的变化： http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F502111U9439.png
http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F5021119293R.png反射函数像素大小
http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F50211195I16.png透射函数像素大小

http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/170502/1-1F50211145Jb.png

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