这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
$1YnQgpT 展示了可能的期望需求,设计,
优化和一个能够生成无散斑高帽的
衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。
utv.uwfat qW*)]s)z 2.模拟任务 gueCP+a_ }tN"C 3)@ DOE:
^)WGc/ 相位型衍射
7o3f5"z 光束整形器
``{xm1GK 直径:2mmx2mm
LvS` 形状:圆形
S:wmm}XQ 相位级次:16
8l6R.l
=>9`qcNW_
%VgR * 3.建模任务:入射光场 R/=yS7@{) S[Et!gj: 高斯准直
激光光束的光束
参数 bTJ7RqL L]Uy+[gg •
波长:632.8nm
&12.| • 激光光束直径(1/e2):1mm
-O\`G<s% YIfbcR5
yo5|~"yZY b$hQB090 4.建模任务:期望输出光场 @>?&Mw\c (c;$^xZK 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
>Gkkr{s9
Re`= B • FWHM-直径:0.5mm
ne%ckW?ks • 边缘宽度:50um
ffd yDUzQ • 效率:>95%
8D-g%Aj- • 信噪比(SNR):>30dB
E8/P D • 杂散光:<5%
Hly$ Wm ]O^!P,l)"
W<t,Ivg 9i n& \ 5.设计方案 :2La, f -bVcWI • 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)。
P:=3;d{v • 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)。
I%|W
O*x }2}hH0R
tcfUhSz,I |VIBSty2d 6. 衍射光束整形器会话编辑器 t<rhrW75P -YD6 • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
;L|%H/SH • 用户必须输入所需的信息
{JMFCc[ - 入射场
tR1
kn&w - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
H13|bM< -
系统参数
Wcbb3N$+ - 制造条件
1Nv_;p.{ : -OHD#>%
|dXmg13( - {/N4/gu 7.设计过程 bX8Bn0#a+ ~)ls.NXI
%c):^;6p U)2\=%8
/_v@YB!0 VUk2pEGO. 设计和优化过程由两步完成:
(h%!Kun 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
+c?1\{M 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
C*=#=.~~{ U\P ;,o 8.系统模拟 p3&w/K{L6w • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
i!9yN:m0 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
a8''t_Dp • 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。
qlO(z5Ak • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
Zj%l (OVq {'T=&`&OF
7*`cWT_X B[}#m'Lv 9. 初始几何光学设计的结果 ]25 x X $5Jo%K%
rfku]A$ Q)#+S(TG 感兴趣的优化函数
rjHL06qE • 效率满足(>95%)
%3!DRz • 信噪比不满足(<30db)
q3<Pb,Z • 杂散光不满足(>5%
l@Uo4b^4x g)nsP
:_X9x{ M:YtW5{ 10. 后续IFTA优化后的结果 BxVo>r ~RgO9p(dY
wGr5V! 5ELKL#(
!36jtKdM *z&m=G\ 感兴趣的优化函数
U=QfInB • 效率满足(>95%)
~`~mnlN • 信噪比满足(<30db)
FwKT_XkY • 杂散光满足(<5%)
'7Q5"M'
[<CIh46S. 11.总结 pCb3^# &o • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
ziPE(B • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
gJz~~g' • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
~;>
psNy • 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。
sTv;Ogs. • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。