这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
aO(iKlZ$ 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。
Z'uiU e`& RL\?i~'KH 2.模拟任务 Z]tQmV8e IC8%E3 DOE:
? EHheZ{ 相位型衍射
z%T|L[(6 光束整形器
|&
jrU-( 直径:2mmx2mm
imzPVGCD{ 形状:圆形
l\Ww^ 相位级次:16
$%'3w~h`
h
7l>(3
<HN{.p{ 3.建模任务:入射光场 `$6~QLUf F&7|`o3 高斯准直
激光光束的光束
参数 bi",DKU{l [eOv fD •
波长:632.8nm
q~W:W}z • 激光光束直径(1/e2):1mm
y:Of~
]9@ ,=[%#gS
/Yg&:@L :{lP9%J- 4.建模任务:期望输出光场 tk=S4/VWv '6>*J 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
:lvBcFw mb1c9 • FWHM-直径:0.5mm
]cmX f • 边缘宽度:50um
ysp`(n= • 效率:>95%
[>\|QS| • 信噪比(SNR):>30dB
7 [u>#8 • 杂散光:<5%
gOW8!\V y5+%8#3
S
>CKm:7 nQ_{IO8/6W 5.设计方案 0('ec60u ,R<9yEWm • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
uZ-ZZE C • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
1,bE[_ 5~ :/%+F0=
2@GizT*mA ,%l}TSs 6. 衍射光束整形器会话编辑器 ]- `wXi" "z3rH~q72 • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
E
BBd • 用户必须输入所需的信息
lNa+NtQu - 入射场
%%uE^nX> - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
\P?X`]NwnO -
系统参数
T:Klr=&V - 制造条件
eJHh } RLnL9)`W
/+SLq`'u) %|D)%|Z 7.设计过程 x}?<9(nE c d>8"-$
M]/aW #H>{>0q
Q[7 i &o;0%QgF 设计和优化过程由两步完成:
"}fweCBgo 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
$Xu3s~:S 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
YoKyiO!
0Lxz?R x]< 8.系统模拟 =xI'|% • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
PFh ^Z L • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
V;XKvH • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
ns8s2kYcm • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
A>yU0\A L9D`hefz
<'I["Um )O~[4xV~ 9. 初始几何光学设计的结果 e /JQ #A ~-BF7f6C
1q;v|F ZYwcB]xEz 感兴趣的优化函数
} p'ZMj& • 效率满足(>95%)
H,!xTy"Wh • 信噪比不满足(<30db)
L8QWEFB| • 杂散光不满足(>5%
_8VP'S= @LKQ-<dZG
ATNOb u]J@65~'b 10. 后续IFTA优化后的结果
Pd*[i7zhC w
)R5P[b
fGo4&( U 1sQIfX#2f
0mY Y:?v SiratkP9n7 感兴趣的优化函数
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?@# • 效率满足(>95%)
{m.$EoS • 信噪比满足(<30db)
}rTH<!j • 杂散光满足(<5%)
(jgk !
6 &XP(D5lf`B 11.总结 c3A\~tHW • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
&],uD3:5O • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
"s*-dZO • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
]A#lV$ • 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。
Sqo+cZ • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。