这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
FTr'I82m( 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。
W] WH4.y )PkW,214# 2.模拟任务 LJ6l3)tpD {1_<\~J DOE:
Be9,m!on 相位型衍射
s(?%A 光束整形器
(xE |T f 直径:2mmx2mm
.Cf!5[0E 形状:圆形
]9PG"<^k 相位级次:16
5KfrkZ FJ^\K+;
XS
#u/!
3.建模任务:入射光场 `kE7PXqa x]@z.Yj 高斯准直
激光光束的光束
参数 t3!OqM u0]u"T&N! •
波长:632.8nm
/OYa1, • 激光光束直径(1/e2):1mm
8#\|Y~P PD^G$LT
=av0a! XUKlgl!+. 4.建模任务:期望输出光场 AusjN-IL rW090Py 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
lSBR(a<\y sgDSl@lB • FWHM-直径:0.5mm
PxQQf I> • 边缘宽度:50um
Y
mL{uV$ • 效率:>95%
MV??S{^4 • 信噪比(SNR):>30dB
Qwt0~9n( • 杂散光:<5%
fL#r@TB-s b;{"@b,Y
73]8NVm "GR*d{ 5.设计方案
q)f_!N FZW`ADq] • 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)。
'6})L • 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)。
AorY#oq Z#B}#*<C
_5H~1G%q MPDRMGR@i 6. 衍射光束整形器会话编辑器 7#d:TXS Q"B8l[ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
)bR0>3/ • 用户必须输入所需的信息
[*Ai@:F - 入射场
'l=>H#}<B - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
y/ Bo4fM -
系统参数
E
N%{ $ - 制造条件
`^,E4Q y #g0_8>t
;ne`ppz0 Pc =ei 7.设计过程 ]{q=9DczG( Ow*va\0
bS2g4]$'po e@
D}/1~=
tW4X+d" V8):! 设计和优化过程由两步完成:
~nhO*bs}7{ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
CuH4~6 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
xZ)K#\ e"wzb< b 8.系统模拟 T7"QwA • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
dqJ 8lU? • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
i+qg*o$ • 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。
wn?oHz* • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
&Z[+V)6,, Z{BK@Q4z
Tx~w(A4: @'}2xw[eU 9. 初始几何光学设计的结果 ,*U-o}{8C? x?V^l*
B )[RIs N2U&TCc 感兴趣的优化函数
g%"SAeG<K • 效率满足(>95%)
wW p7N • 信噪比不满足(<30db)
E
b:iym0 • 杂散光不满足(>5%
;M0`8MD zl6]N3+4
(J %4}Dm u &1M(~Ub= 10. 后续IFTA优化后的结果 i a!!jK} oA[`|
ji
yQUrHxm 'DVn /3?X
t`E5bWG $(;Ts)P 感兴趣的优化函数
U`=r.> • 效率满足(>95%)
lAM)X&}0 • 信噪比满足(<30db)
7Z`4Kdh . • 杂散光满足(<5%)
|v%$Q/zp& -rI7ihr* 11.总结 fsPNxy"_ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
C_/eNu\I • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
SQ> Yf\ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
&4|]VOf • 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。
.<>t2,Af • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。