这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
iCrLZ"$M 展示了可能的期望需求,设计,
优化和一个能够生成无散斑高帽的
衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。
&=d0'3k> Y]R;>E5o| 2.模拟任务 -h/KrB )Cm7v@B
DOE:
,m-/R 相位型衍射
^Gs=U[** 光束整形器
~HH6=qjU) 直径:2mmx2mm
TQ\\/e: 形状:圆形
Q7b$j\;I 相位级次:16
Os# V=P m|5yET
ucVn ` 3.建模任务:入射光场 uqg#(ADy?R oI6l `K$ 高斯准直
激光光束的光束
参数 ZdP2}w g,N"o72) •
波长:632.8nm
.% rB-vO:g • 激光光束直径(1/e2):1mm
P}Ud7Vil;l X( H-U
q*(
dLs40 -R /?,c4K,ap 4.建模任务:期望输出光场 hnbF}AD 3Y}X7-|)Z 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
5#SD$^ {IlX@qWr • FWHM-直径:0.5mm
qd7 86~ • 边缘宽度:50um
s}pn5zMp:8 • 效率:>95%
!VJ5(b • 信噪比(SNR):>30dB
k}yUD 0Y • 杂散光:<5%
*mgK^9< Alsr6uLT1
8=#J:LeXj dfmxz7V 5.设计方案 Xt!%W Ew|VDD(. • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
\!["U`\.K • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
7Q>*] ?u`TX_OsB
&u_s* w/`I2uYu 6. 衍射光束整形器会话编辑器 N<\U$\i T!T6M6? • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
*Hnk,?kPq • 用户必须输入所需的信息
uD2v6x236 - 入射场
wlM"Zt - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
zMUifMiAj -
系统参数
,KMt9< - 制造条件
Q@in?}; Xy>+r[$D:
Q599@5aS ]y:ez8RFPU 7.设计过程 YuZxKuGy =vv4;az
X
j5,vSh~q;' 0t-!6
39w|2%(O. pD+_ K 设计和优化过程由两步完成:
PN!NB. 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
` R;6]/I? 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
3}@!TI jORU+g 8.系统模拟 RE72%w(oM • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
n6PXPc • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
J~6-}z • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
c({V[eGY • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
<23oyMR0 ?(&)p~o
}4!R2c ;_.%S *W\ 9. 初始几何光学设计的结果 z8SrZ#mg 0$ -N
;'.[h*u~< <_S>- ;by 感兴趣的优化函数
_`/:gkZS • 效率满足(>95%)
XNwZSW • 信噪比不满足(<30db)
O<0G\sU • 杂散光不满足(>5%
>i> %@ f_*Bd.@
" .9b}} _] ~ gp. 10. 后续IFTA优化后的结果 e5!LbsJv ):@XMECa
^6*2a(S& Vf67gux
fa7I6 i *(%]|z}]m 感兴趣的优化函数
}{J5)\s9 • 效率满足(>95%)
kxJ! #%w • 信噪比满足(<30db)
9'tElpDJ6# • 杂散光满足(<5%)
v-;j44sB #K|:BS 11.总结 .^<4] • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
9oly=&lJ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
]-Z="YPY • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
^:.=S`,^ • 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。
`u%`Nj • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。