这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
%}%D8-d}G 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。
FH)bE#4 x5v^@_:
jr 2.模拟任务 yiQke F+*>q DOE:
%56pP"w 相位型衍射
GsqR8n= 光束整形器
s#`%c({U| 直径:2mmx2mm
(6A>:_) 形状:圆形
K6KEdXM4 相位级次:16
daaUC ,
M /-lW
qnW5I_] 3.建模任务:入射光场 ?4Lb *{R E87/B%R 高斯准直
激光光束的光束
参数 g,Kb9[' ?*u)T%S •
波长:632.8nm
BS;rit: • 激光光束直径(1/e2):1mm
~53E)ilB Yk(OVl T
' :g8a=L UYW%%5p? 4.建模任务:期望输出光场 MFX&+c $^I uE0. 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
-4,qAnuMx 4v3y3 • FWHM-直径:0.5mm
lk \|EG • 边缘宽度:50um
3
C=nC • 效率:>95%
V J){@ • 信噪比(SNR):>30dB
1KruGq~ • 杂散光:<5%
6'(5pt ~ Cks)mJs
[aO"9 TMKemci 5.设计方案 ]SBv3Q0D7 &w2.b:HF • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
YM3oqS D • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
{
YJ.BWr 2-o,4EfHVO
P{(m: `N aZ=WK4 6. 衍射光束整形器会话编辑器 20^F -,z BRQ9kK20 • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
1kio.9NIp • 用户必须输入所需的信息
9`dQ7z.8t - 入射场
uP|AP - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
VOG DD@ -
系统参数
T
fzad2}^ - 制造条件
(d^pYPr{ jA=uK6m
U~Ni2|}\C9 &lBfW$PZjk 7.设计过程 RK'3b/T ;TmwIZ
}-zx4<4BH rM [Ps=5
lxbbyy25 x18ei@c 设计和优化过程由两步完成:
lqX]'gu]\ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
.
Nog. 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
,>{4*PM( *sAoYx 8.系统模拟 p*Q"<@n • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
.a=M@;p • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
b\=0[kBQw • 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。
2(\>PN- • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
.vG6\U7 +]uy
jf/;`br )/
s9ty 9. 初始几何光学设计的结果 Vy}:Q[ (~}l ?k
@sfV hWG bXJ,L$q 感兴趣的优化函数
g^B6NF • 效率满足(>95%)
71K6] ~< • 信噪比不满足(<30db)
$|(roC( • 杂散光不满足(>5%
.]r[0U ^o,@9GTs
C,tlp D3XQ>T [*q 10. 后续IFTA优化后的结果 XHN?pVZ7 ,wX/cUyZ
Fi7pq2 c?q#?K
aF
Z]9
)1& v]VIUVd 感兴趣的优化函数
).v;~yE • 效率满足(>95%)
)x( *T • 信噪比满足(<30db)
e#_xDR: • 杂散光满足(<5%)
ld9zOq ShCAkaj_ 11.总结 5fVdtJk7 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
5n(p1OM2q • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
x!I7vs~~zW • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
rycscE4, • 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。
.Z/"L@ • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。