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衍射光束整形器

首页 » 衍射光束整形器
7月/20/2022 10:34 上午

光束整形器是一种光学元件,可以改变光束的辐亮度分布。一个典型示例是微透镜阵列。该阵列经常被用作光束均质器,可以有效消除输入光束中的波纹。这种光束整形器是一种将相位随机化的扩散器,因此其对时间相干单模激光器具有很强的散斑效应。为了实现更好的整形,还有另一种工作原理完全不同的光束整形器,即衍射光束整形器。顾名思义,衍射光束整形器是一种自由形态的衍射面,其利用光的波动特性工作,可以在保持位相轮廓平滑的同时对强度进行整形。

与其他光束整形器相比,衍射光束整形器的用途更广泛。可以编码成衍射光束整形器的光束变换类型多种多样。最常见的光束整形器变换是将工业上使用的许多激光系统固有的高斯辐亮度轮廓转换为更合适的辐亮度分布,这将取决于所讨论的应用。在许多感兴趣的案例中,所期望的光束变换是平顶分布,特点是以硬质边缘为边界的均匀高原。因此,衍射光束整形器可用于将无边界的形状从高斯光束转换成平顶光束。

如前所述,衍射光束整形器可完成大量的光束变换,产生平顶光束只是其中一种情况。还有其他一些具有实际意义的光束转换,例如产生不同的几何形状(如不同的线条或矩形排列)。这些图案用于需要结构照明的应用,例如产生高端显微镜系统或平板和太阳能电池板,这是一个随着绿色能源的发展而引起人们极大兴趣的领域。

衍射光束整形器是一种衍射光学元件,由一个高度为微米量级的表面地形坡面组成。要设计衍射光束整形器,首先是考虑缩放和光束投射距离等所有方面,定义所期望的辐亮度分布。然后,考虑输入光束的辐亮度(不一定总是高斯福亮度分布),利用优化算法计算剖面中各个区域的不同高度值。可利用的算法可能各不相同,但它们的最终结果始终是通过使用衍射积分将光场传播至光学元件来测量。

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