这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
f7J,&<<5w 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。
Uki9/QiX> F}U5d^!2 2.模拟任务 %9o+zg? RJ $b>}C= gt DOE:
5h8o4 相位型衍射
dn,g Z"< 光束整形器
kX[fy7rVt 直径:2mmx2mm
~O:
U|& 形状:圆形
.0|=[| 相位级次:16
%M&3VQ9w Rg* J}
\dq!q=b\ 3.建模任务:入射光场 5)'P'kVi7. B8m_'!;; 高斯准直
激光光束的光束
参数 Sdd9Dv?! \Hwg) Uc{ •
波长:632.8nm
\iU] s\{). • 激光光束直径(1/e2):1mm
hazq#J! Z0ReWrl;`
)NT5yF,m ~|lIC !q 4.建模任务:期望输出光场 :eOR-}p' M)!skU 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
9`"DFFSMS 4_LQ?U>$ • FWHM-直径:0.5mm
}nud • 边缘宽度:50um
F9H~k"_ZJR • 效率:>95%
PuXUuJx( • 信噪比(SNR):>30dB
b2kWjg.4 • 杂散光:<5%
1f4bt6[ dqe7s Zl!
6^#uLp> 4;KWG}~[o 5.设计方案 ZPO|<uR 4nkE IZ • 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)。
R$m`Z+/@ • 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)。
$/_qE .Q&rfH3
LJQJ\bT? (j&A",^^S 6. 衍射光束整形器会话编辑器 V 0{tap} ?Zz'|.l@ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
8Fq_i-u • 用户必须输入所需的信息
<]G${y*; - 入射场
f h<*8w0H - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
>dQ K.CG -
系统参数
4MW ]EQ- - 制造条件
PRs@zkO XnUO*v^]
o6}n8U}bk )`HA:: 7.设计过程 V"RpH, A^Cj1:,
4TRG.$2[ YaY8 `M{
=AOWeLk*G NZXjE$<Vr 设计和优化过程由两步完成:
GsV4ZZ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
w1|Hy2D`0 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
P $>`
lCb+{OB 8.系统模拟 {3edTu • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
.FP$ IWt/1 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
"x*-PFT • 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。
uS5o?fg\e • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
KMjg;!y #DI$Oc
|3eGz%Sd 0 bSA_ 9. 初始几何光学设计的结果
fCX*R" G?hK9@ |v
O/OiQ^T yA7)Y})> 感兴趣的优化函数
'ks{D(` • 效率满足(>95%)
s&
yk • 信噪比不满足(<30db)
GJQc!cqk • 杂散光不满足(>5%
2x}6\t n9hm790x-
>Da~Q WW| K|^wc$ 10. 后续IFTA优化后的结果 uJow7-FD U;^[$Aq
f7<pEGb pSAR/':eg
8X7{vN_3K Hi,t@!! 感兴趣的优化函数
d'HOpJE • 效率满足(>95%)
(Mt5 P • 信噪比满足(<30db)
ps1@d[n • 杂散光满足(<5%)
,4@|1z{bfm N:BL=}V 11.总结
,=%nw]: • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
6Wf^0ok • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
:Jxh2 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
Z=$T1| • 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。
2qj{n+ • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。