这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
y1)ZO_' 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。
~ \]?5
nj ZXIw^!8@/ 2.模拟任务 hYht8?6}m k-Yli21-/| DOE:
E|vXM"zFl 相位型衍射
bu9.HvT' 光束整形器
3_ly"\I\ 直径:2mmx2mm
4_`(c1oA 形状:圆形
DL*vF>v 相位级次:16
L^jjf8_ *4ido?
W cGg 3.建模任务:入射光场 f{.4#C' r7,}"Pl 高斯准直
激光光束的光束
参数 njc-=o fX.1=BjXi •
波长:632.8nm
byFO^pce • 激光光束直径(1/e2):1mm
uGv|!UQw P)l_ :;&
s&hr$`V4 A;<wv>T 4.建模任务:期望输出光场
/&c2O X|Z mqj-/DN6* 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
)q66^%;S ;I&XG • FWHM-直径:0.5mm
6O<UW. • 边缘宽度:50um
.g3=L • 效率:>95%
"[eH|z/ • 信噪比(SNR):>30dB
Sx[
eX,q • 杂散光:<5%
2Rt6)hgY P)kJ[Zv>f
m"T}em# sH.=Faos 5.设计方案 oOLey!uZw Vr|e(e.% • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
W6Mq:?+ D • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
-@e2/6Oi .faf!3d
iy8J l lLp,sNAj 6. 衍射光束整形器会话编辑器
vTgx7gP @0'U
p • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
_1NK9dp: • 用户必须输入所需的信息
xbBqR_H_ - 入射场
J\Hv42 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
i!zFW-*5 -
系统参数
|{&M#qXe - 制造条件
{fnx=BaG FpiTQC7d
zs~Tu #1/~eIEY 7.设计过程 {"+M%%`*# (-g*U#
i84!x%|P e{7\pQK
;F#(:-: p]%di8&;N 设计和优化过程由两步完成:
4 sax 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
*68 TTBq( 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
)Xh}N HeO:=OE~> 8.系统模拟 4;I\%qes • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
g"Y_!)X • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
+4.s4&f) • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
!(rAI • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
4WJY+) >UMxlvTg&
"bIb?e2h9G Bz<hP*.O 9. 初始几何光学设计的结果 Lxwi"ndP ?0_<u4
F?|Efpzow? HMCLJ/ 感兴趣的优化函数
X58U>4a • 效率满足(>95%)
vY-CXWC7 • 信噪比不满足(<30db)
V6X )L>!xx • 杂散光不满足(>5%
RbX9PF"|+ ,\s`T O
B=!!R]dxA Y>8Qj+d 10. 后续IFTA优化后的结果 D xV=S0P 8u2k-_9
-;7xUNQ SHX`/
>UvP/rp E ?Mgbd3 感兴趣的优化函数
bGCC?}\ • 效率满足(>95%)
3'Y-~^ml| • 信噪比满足(<30db)
'9zW#b • 杂散光满足(<5%)
c|k_[8L nbF<K? 11.总结 |n/;x$Cb • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
!?nO0Ao-$ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
} Bf@69 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
(dq_,LI • 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。
TP
rq:"K • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。