这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
R"=M5 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。
e/3hb)#; sI'HS+~pU 2.模拟任务 1lQ10J a[!d)Y:zx DOE:
N~kYT\$b# 相位型衍射
;5l|-&{@* 光束整形器
atAA[~ 直径:2mmx2mm
g !8lW 形状:圆形
)gLasR.1 相位级次:16
J|q_&MX/ !Ch ya
4>HGwk@+8 3.建模任务:入射光场 wz#n$W3mGf srkOad 高斯准直
激光光束的光束
参数 M:$nL ?C{N0?[P- •
波长:632.8nm
qTGy\i • 激光光束直径(1/e2):1mm
iau&k`b` TK>}$.c%+
0A9cu,ZdUR Ne EV!V8 4.建模任务:期望输出光场 Ye6O!,R "F}Ip&]hAG 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
FHC7\#p/9Z q Q'@yTVN • FWHM-直径:0.5mm
<i6M bCB • 边缘宽度:50um
eH8.O • 效率:>95%
k}.nH"AQ • 信噪比(SNR):>30dB
u2Obb`p S • 杂散光:<5%
q}i87a;m !/zj7z
!
:<gk~3\ c53`E U 5.设计方案 hdL2`5RFF t_dg$KB • 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)。
J|IDnCK • 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)。
~dLZ[6Z 3\G=J
AlxS?f2w {@%(0d{n} 6. 衍射光束整形器会话编辑器 pAuwSn#i sCl,]g0{ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
t@n (a • 用户必须输入所需的信息
<k6xScy$} - 入射场
h)vTu%J: - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
LH;G: -
系统参数
-c@ 5qe> - 制造条件
Qg!*=<b aO%FQ)BT
}C1wfZ~F~ O;BPd:< 7.设计过程 ZtoE=7K Z(M)2
eHe /w9`$R dDbC0} x/
'=.Uz3D'0 [#Vr)\n 设计和优化过程由两步完成:
n #I}!x>2 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
JrTBe73.]j 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
l)s +"C# *,*qv^ 8.系统模拟 4/WCs$ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
@#c6\$ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
X)OP316yx • 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。
Uc0'XPo3I • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
#>B1$(@ ,
~X;M"U
7F:;3c
G\ZRNb 9. 初始几何光学设计的结果 );DIrA U(4_X[qD
@|Bp'`j%J FF~4y>R7u 感兴趣的优化函数
m0\}Cc • 效率满足(>95%)
;_5
=g • 信噪比不满足(<30db)
wR4u}gb#q • 杂散光不满足(>5%
'LLx$y.Ei[ KB*=a
ZMg9Qt RsfTUb)< 10. 后续IFTA优化后的结果 Ki6.'#%7 _Pi:TxY
d}cJ5!d $ow`)?sh
L"6/"L NOp=/ 感兴趣的优化函数
Q]UYG( • 效率满足(>95%)
f+Li'? • 信噪比满足(<30db)
, %O3^7i • 杂散光满足(<5%)
!DL53DQ# `1<3Hu_ 11.总结 %E7.$Gj% • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
3|r!*+. • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
aB6LAb2z;T • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
*"{Z?< 3 • 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?J[K;< • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。