这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
A~6%,q@^jh 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。
KjFZ >W`S(a Mn 2.模拟任务 aW0u8Dz ,]~u:Y} DOE:
o,S!RG& 相位型衍射
v%H"_T 光束整形器
XGE
2J 直径:2mmx2mm
8%;}LK 形状:圆形
Ne &Xf 相位级次:16
uSABh^ "XGD:>Q.
Z"6 2#VM 3.建模任务:入射光场 snXB`UC `Mg8]H~ 高斯准直
激光光束的光束
参数 Mam8\ 4t&gW •
波长:632.8nm
%/UV_@x& • 激光光束直径(1/e2):1mm
Dh
hG$ ;Ay>+M2O
hMNJ'i} bH'S.RWp= 4.建模任务:期望输出光场 ,9=gVW{ 6N9 c<JC 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
7V~
"x&Eu AI&qU/} • FWHM-直径:0.5mm
pTcbq • 边缘宽度:50um
Z7JKaP9{: • 效率:>95%
f'1(y\_fb • 信噪比(SNR):>30dB
~c9>Nr9|` • 杂散光:<5%
L/H v4={ xLA~1ZSVJw
?TIV2m^? DW1@<X 5.设计方案 LMAmpVo PXV)NC • 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)。
Ba/RO36&c • 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)。
9GO}&7 6tOCZ'f
*%:@
cbF-M ci`zR9Ks 6. 衍射光束整形器会话编辑器 i][f#e4 @'*eC}\E • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
W0Ktw6 • 用户必须输入所需的信息
24//21m - 入射场
`q%U{IR - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
C`dkD0_ -
系统参数
;xfO16fNk - 制造条件
3I|O^ {1jpLdCbV^
OFL|RLiD >L^xlm%7o 7.设计过程 gdl| ^*tc x5oOF7#5
C`)_i3
^ O#vn)+Y,*
Gu5~DyT`G /-Wuq`P/ T 设计和优化过程由两步完成:
_l<mu? " 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
cA<<&C 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
rOW;yJ[ j?xk& 8.系统模拟 R\*)@[y9l • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
fmFzW*,E • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
@M=$qO_$9 • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
Dzr e' • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
t)} \9^Uo #EJP(wXa
6a*83G,k H8&p<= 9. 初始几何光学设计的结果 \QGa4_# wZjlHe
#1[z;Mk0 X]!D;7^ 感兴趣的优化函数
jJia.#.Ze • 效率满足(>95%)
3htq[Ren • 信噪比不满足(<30db)
fJy)STQ4 • 杂散光不满足(>5%
wX0l?xdI `a
>?UUT4
/g@^H/DO 96=Z" 10. 后续IFTA优化后的结果 }Gr&w-v Me,<\rQ
0 _A23.Y !"E-\cc'
ul@3
Bt zJY']8ah 感兴趣的优化函数
O#EqG.L5 • 效率满足(>95%)
e[{mVhg4E • 信噪比满足(<30db)
8}BS2C%P • 杂散光满足(<5%)
#Ao !>qCE 2 z7}+lH 11.总结 \0?$wIH? • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
U;U08/y • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
u]M\3V. • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
K(VW%hV1 • 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。
HTk\723Rdw • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。