这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
bjUe+#BL 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。
*mWS+xcU(L \(Dm\7Q. 2.模拟任务 3Mh_&%!O D{]w+ DOE:
= r=/L 相位型衍射
]I~BgE;C9 光束整形器
O,@QGUoA 直径:2mmx2mm
e,vgD kI; 形状:圆形
ke*&*mx"L 相位级次:16
_z^&zuO @zR_[s
7B _Wz9y 3.建模任务:入射光场 >taT
V_, cCtd\/ \ 高斯准直
激光光束的光束
参数 sN[q.M? "=f,4Zbj •
波长:632.8nm
ORo +]9)Yv • 激光光束直径(1/e2):1mm
1\f8-:C Sr10ot&ox
:v-,-3AG =Oh/4TbW[ 4.建模任务:期望输出光场 ^sZHy4-yK# YcaLc_pUx 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
z<"\I60Fe w RTzpG4 • FWHM-直径:0.5mm
b#e|#!Je • 边缘宽度:50um
6l?KX • 效率:>95%
%gEfG#S • 信噪比(SNR):>30dB
am
WIA`n= • 杂散光:<5%
<CP't[ j|% C?N
.9bP8u2B{ j"+R*H(# 5.设计方案 doe u` )vur$RX • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
5|[\Se# • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
`_e 1LEH ! F&{I
u|8V7*)3 :'dH)yO 6. 衍射光束整形器会话编辑器 .!Q[kn0a rUF= uO( • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
x: Tm4V{ • 用户必须输入所需的信息
8J7<7Sx - 入射场
_EZrZB - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
eYjr/`>O -
系统参数
tTrue? - 制造条件
;fDs9=3# ^$O,Gy) V
w0t||qj^>" B8G1
#V_jK 7.设计过程 +l$BUX ,}#l0BY
j.rJfbE|X Zz04Pz1
{@[z-)N7\, Co>=<\yi 设计和优化过程由两步完成:
Ih0kdi 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
ZA4vQDW 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
bc|DC,n? q>ps99[= 8.系统模拟 Yf(QU`w_ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
>H?{=H+/# • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
]q@6&]9 • 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。
%,*{hhfu • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
co%ttH\ n ;/Dp
Dx27 s O9W|&LAL 9. 初始几何光学设计的结果 #}!Ge oos7x6
Fn!kest "M.vu}~> 感兴趣的优化函数
9rmOf Jo: • 效率满足(>95%)
+K%4jIm • 信噪比不满足(<30db)
ceR zHq= • 杂散光不满足(>5%
g k[8' C_=WL(
<OEu 4,~: @ zE>n 10. 后续IFTA优化后的结果 Ie~#k[X ^i^/d#
_0<EbJ8Z (TV ye4Z
7x^P 74
um[nz 感兴趣的优化函数
O?9&6x • 效率满足(>95%)
j9YI6X" • 信噪比满足(<30db)
'lym^^MjL+ • 杂散光满足(<5%)
<OcD [5 M38QA 11.总结 gI
qYIt • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
/JfRy%31 • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
Og?]y ^y • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
K
-!YD}OF • 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。
~g+?]Lk} • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。