这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
Dre]AsgiV 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。
*Q,0W:~- K=,F#kn 2.模拟任务 AU$Uxwz4 <^lRUw DOE:
sxt-Vs7+6 相位型衍射
ka3u&3" 光束整形器
B|&"#Q 直径:2mmx2mm
/IM#.v 形状:圆形
^Y
iJV7 相位级次:16
!Uq^7Mw qk;{cfzHA
+*hm-lv? 3.建模任务:入射光场 GO^_=EMR[ /, ! B2 高斯准直
激光光束的光束
参数 =hMY2D 1SR+m>pL •
波长:632.8nm
`4~H/'%QB • 激光光束直径(1/e2):1mm
Yx>"bv t>[KVVg
W
%!PM&zV $]A/
o( 4.建模任务:期望输出光场 )-`;1ca)s HdPoO; 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
N+y&,N, m2v'WY5u • FWHM-直径:0.5mm
`IY/9'vT • 边缘宽度:50um
L_K=g_] • 效率:>95%
~R@Nd~L • 信噪比(SNR):>30dB
[NTtz
<i@ • 杂散光:<5%
g=$1cC+( pf_mf.
14"J d\M8 ?|ZTaX6A 5.设计方案 as>L[jyG/ :G<E^<M\)^ • 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)。
`8Lo {P • 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)。
]TyisaT .({smN,B
F<(i.o( *>+,(1Fz 6. 衍射光束整形器会话编辑器 = hN
!;7G Qx'`PNU9\ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
C(K; zo*S( • 用户必须输入所需的信息
]Qe{e3p; - 入射场
oI#a_/w - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
vVgg0Y2 -
系统参数
{pHM},WJ - 制造条件
U_{Ux2 Qr$;AZ G
H
Tz KR%{a(V;7 7.设计过程 uSR~@Lj ~ p+Y>F\r&w
w/IZDMBf| XZ5 /=z
wX*K]VMn MXyaE~LK 设计和优化过程由两步完成:
$]q8,
N|1 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
=lu/9
i6 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
d`/tE?Gw is@b&V] 8.系统模拟 _{ZqO;[u • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
EKzAd • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
YLVPAODY • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
"kA*Vc# • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
<3j"&i]Tm* V3ndV-uQE
:hI@AA>g LvEnX S 9. 初始几何光学设计的结果 W
mm4hkf > z^#
{b@KYR9K {N#KkYH{" 感兴趣的优化函数
-<_Ww\%8M • 效率满足(>95%)
k`x=D5s\ • 信噪比不满足(<30db)
.n=Z:*JqQ • 杂散光不满足(>5%
+z$pg "t0kAG
":nQgV\9 <u=4*:QE 10. 后续IFTA优化后的结果 NVl [kw 0Ld@H)
X~xd/M=9^ `~W-Xx
@l0|*lo% 8Mbeg
,P 感兴趣的优化函数
E[^ {w • 效率满足(>95%)
8O"U 0 • 信噪比满足(<30db)
~QZ"Z
tu • 杂散光满足(<5%)
UG<79"\i d|iy#hy"_ 11.总结 /CIh2
]#e • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
$8crN$ye • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
aceZ3U>W • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
ILic.@st • 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。
x{&w?ng • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。