这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
~M1%,] 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。
"fd=(&
M*l ;K-t 2.模拟任务 O'U,|A ZaindX{.1 DOE:
Cms"OkN 相位型衍射
IFoN<<7/2$ 光束整形器
=H?5fT^
直径:2mmx2mm
^qr[?ky]& 形状:圆形
d}J#wT 相位级次:16
dh`A(B{hfc GQxJ (f
0LuY"(LR 3.建模任务:入射光场 vAxtNRS $&
gidz/w 高斯准直
激光光束的光束
参数 \9Zfu4WR U<byR!qLie •
波长:632.8nm
o|E(_Y4d • 激光光束直径(1/e2):1mm
.sMi"gg vjS7nR"T
vB4qJ{f P"<ad
kr 4.建模任务:期望输出光场 `P*j~ZLlXN S@-X?Lu 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
RlIqH;n vbJMgdHFR • FWHM-直径:0.5mm
Q-CVq_\3I • 边缘宽度:50um
m':m`,c! • 效率:>95%
sM[c\Z] • 信噪比(SNR):>30dB
13
p0w • 杂散光:<5%
h8;"B 36UWoo
v>l?d27R =5F49 5.设计方案 w=2X[V} Pfy;/}u^c • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
@Q5^Q'! • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
-ZJ:< m!if_Iq
vUA`V\ yY|U}]u!V 6. 衍射光束整形器会话编辑器 V^5 t~)#46 =2'^:4Z • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
qILr+zH • 用户必须输入所需的信息
8yl/!O,v - 入射场
_~"3
LB - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
]P^ +~ -
系统参数
e&nw&9vo - 制造条件
ktb.fhO '(*D3ysU
6 , ~aV 9!h+LGs(, 7.设计过程 h~t]WN Sj+#yct -
@,.H)\a4 #UIg<:
B$j,: ^ iqYc&}k, 设计和优化过程由两步完成:
v-qS 'N4 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
ZO^+KE" 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
E}+A)7mA xa:P(x3[ 8.系统模拟 X)S4rW% • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
}_x oT9HUr • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
I+SL0 • 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。
0Jrk(k! • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
M"V@>E\L n\4+xZr
^,gKA\Wli oY: "nE 9. 初始几何光学设计的结果 7[\B{N9&W @VAhmYz
usip>y Lb/_ULo6-V 感兴趣的优化函数
2UquN0 • 效率满足(>95%)
# L R[6l • 信噪比不满足(<30db)
^C{a' • 杂散光不满足(>5%
wv$=0zF ohl%<FqS
LWE
!+(n -XBNtM_" 10. 后续IFTA优化后的结果 2ou?:5i Z8W<RiR
2},}R'aR U?>cm`DBP
\<%a`IA!* sQvEUqy9 感兴趣的优化函数
f!yxS?j3 • 效率满足(>95%)
CT : ac64 • 信噪比满足(<30db)
LO229`ARr| • 杂散光满足(<5%)
)yk
LUse+ i
F Ab"VA 11.总结 |(fWT}tg • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
E =E • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
%-dGK)? • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
]!QeJ'BLM • 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。
T&%>/7I> • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。