1.建模任务 J@y1L]:
!TRJsL8 • 这个案例演示了设计一个理想化微结构的光束整形镜。 N.|Zh+! • 光束整形镜产生一个任意相位调制(非离散相位级次)。 7B$iM,}.b • 反射镜将高斯激光束整形成一个圆形高帽。 vnXa4\Vdy • 这个案例将演示计算反射镜的光学函数。 aZYa<28?L% • 在开始此案例之前,我们迫切建议您阅读案例LBS.001和545。 38dXfl %p}_4+[;
r[zxb0YA V@Z8t8 入射激光光束
`?Yh`P0 h$p]#]uMb
xD;5z`A3 32=Gq5pOc M`ETH8Su= •
波长:632.8nm
~O~c^fLH(B • 激光光束直径(1/e2):2.5mm
2B7X~t>8a • 发散角(全角1/e2):≈0.01°
Z@=1-l • M2值:1
}!\ZJo a cjU* =Uta5$\a) 目标平面上期望强度分布
d_&R>GmR$
|~bl%g8xP h5&l#>8& u{'bd;.7 • 直径(FWHM);3mm• 边缘宽度(能量从90%衰减到10%):70um
s#ijpc>h • 效率:>90%• 信噪比(SNR):>40dB
q28i9$Yqj\ dF*@G/p>V 2.设计概念 \iAkF`OC • 设计没有离散相位级的光束整形透过函数。• 第一步:忽略反射镜并且计算一个衍射光束整形器的透过率函数。• 第二步:由透射光束整形器的光学函数计算反射镜的光学函数。 第一步
ewqfs/ 优化一个衍射光束整形器的透过率函数 1. 设计透射光束整形器
]5lp.#EB
Y&aFAjj 2.生成入射激光光束 lvIKL!;H
oBr/CW Sources-Gaussian wave
&}S#6|[i 生成激光光束: @kUCc1LT - 点击Source→Gaussian Wave &dZ-}.
af - 输入波长(wavelength)632.8nm和1/e2半径(1/e2 radius) _|xO4{X
SIjdwr!+ZZ Propagations-Automatic Propagation Operator
yc2c{<Ya5
l;:
L0(('
将高斯光束传输到激光整形器平面上去: 8/*q#j
- 点击Propagation-Automatic Propagation Operator ]lzt"[
- 传播距离(Propagation Distance):50mm U(DK~#}
&'4id[$9 3.生成期望输出场 rl9YB %P PD12gUU?
0&Q-y&$7 s)#FqB8
^SB?NRk • 点击Source→Super Gaussian Wave Fd-PjW/E8 • 输入波长(wavelength):632.8nm,HWHM半径(HWHM radius)和边缘宽度(edge width) _rXTHo7P Mxn>WCPo
4.生成IFTA优化文件 }3F8[Td.~N
wp`a:QZ8N Diffractive-Diffractive Beam Shaper
|BnjT*_9
+~\1Zgw
1+RG@Cp
>tnQuFKg]
打开衍射光束整形器对话框:Design-Beam Shaper Design-Diffractive Beam Shaper Mo|[Muj8b
设置入射场(照明高斯激光光束,传输50mm后的光束)和期望输出场(高帽) d0~F|j\#
选择优化区域创建方法 W[[3'J TF
这个案例将演示设计菲涅尔类型光束整形元件。这意味着光束整形器将包含衍射透镜以在定义的距离下生成高帽。 sPn[FuT>+s
选择菲涅尔设置并且输入一个100mm的距离值。 Iodk1Y;
tgH@|Kg
9S@PY_ms 假定光束整形器不包含矩形像素。像素因子应该减小到1。 ulV)X/]1 VirtualLab可以自动计算光束整形器传输的采样距离。然而为了减小优化的数值计算量,我们将采样距离/像素大小设置为7.5um×7.5um。 *|ez |*- 光束整形器孔径直径必须至少为入射激光光束直径(1/e2 )的两倍。 _Iy0-=G 点击Next。 Ub*Gv(Pg R>U0W{1NO
-l<b|`s=w.
Ro$'|}(+A
W"+*%x
这个页面给出了入射场,透过率函数以及期望输出场三者采样距离的概观。 X[:Hp`_$
点击Create Optimization Document 以生成IFTA优化文件。 %mPIr4$Pg
u
HqP b8 5.光束整形器透过率函数的优化 = ;#?CAa: %Kx:'m%U
| ?3\xw xtYX}u • 此案例演示了对一个具有任意相位调制光束整形器的优化(无离散相位级次)。 E&P'@'Yk • 选择透过率函数类型为:连续相位(Continuous Phase-Only)。 sL|*0,#K ]#;;)K}> B}8xA}<
yjlX@YXnw yKF"\^`@ 4Tgy2[D?q • 切换到优化文档的设计界面(Design page)。
ms8de>A|H • 优化将使用几何光学光束整形方法来计算一个初始透过率函数,在此基础上,通过迭代傅里叶传输算法(IFTA)做进一步的波光优化。
)WavG1 • 将设计方法改为几何光束整形(Geometrical Optics Beam Shaping)。
;rYL\`6L • 选择假设可分离类型(Assumed Separability Type):旋转对称(Rotational Symmetry)。
/"?yB$s • 点击Start Design以开始几何光学光束整形。
}.ZX.qYX XQ]no aU
UXwnE@`F b?eIFI&w^l @igr~hJ • 切换到分析页面(Analysis )以分析几何光束整形的结果。• 选择转换效率(Conversion Efficiency)和信噪比(Signal-To-Noise Ratio)优化函数。
<dl:';@a- • 点击Recalculate进行计算。
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