这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
Vt`4u5HG 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。
l*CulVX )gpN
5TDd 2.模拟任务 ]_KWN$pd LjKxznn o DOE:
_u]Z+H" 相位型衍射
RdCGK?s 光束整形器
>6es
5}
直径:2mmx2mm
;
476t 形状:圆形
d i\.*7l? 相位级次:16
35h|?eN_m! ,!=
sGUQ)
D*l(p5[ 3.建模任务:入射光场 1[P}D~ nQ YwVA].p@TI 高斯准直
激光光束的光束
参数 \f,<\mJ#
E|=x+M1sH •
波长:632.8nm
3u@,OE • 激光光束直径(1/e2):1mm
j.M]F/j u`ir(JIj]
s_^`t+5 |nMjv]# 4.建模任务:期望输出光场 7%h;To-<6 b9g2mWL\T 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
1P)K@j mnTF40l • FWHM-直径:0.5mm
Q Xd`P4a • 边缘宽度:50um
N"9^A^w8k • 效率:>95%
'o='Q)Dk • 信噪比(SNR):>30dB
#JUh"8N' • 杂散光:<5%
l;-2hZ rCJ$Pl9R
^EIuGz1@0 !(*&P 5.设计方案 ,[n9DPZ 2Z; !N37U • 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)。
enk`I$Xx • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
O>E}Lu;| [I;C6p
yLRe'5#m /#9P0@Y 6. 衍射光束整形器会话编辑器 6 ;'s9s" gs<~)&x • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
h-p}Qil, • 用户必须输入所需的信息
XT/t\\Z`U - 入射场
#(
.G;e;w - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
o0Teect= -
系统参数
4 95Y<x}= - 制造条件
UVDMYA0 8P]nO+
*,u{,$}2 NXD- 7.设计过程 bAlty}U UV(`.
nscnG5'{+ ll__A|JQ
&n*ga$Q )[eTZg 设计和优化过程由两步完成:
4{>r_^8 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
,RV>F_ 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
(ot,CpI(I , S^y> 8.系统模拟 V;^-EWNj • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
cO:lpsKYQ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
rzdQLan • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
KXZG42w • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
G/
si( LK JbEEI(Q>g
r'ilJ(" U_jW5mgsG 9. 初始几何光学设计的结果 !I|_vJ@< ; &rxwL
,`U>BBBLv B<~AUf*y 感兴趣的优化函数
!bzWgD7j • 效率满足(>95%)
|keU+De • 信噪比不满足(<30db)
&$ }6: • 杂散光不满足(>5%
-8)C6"V{ w#2apaz
[`|t( E' WiZkIZ 10. 后续IFTA优化后的结果 P|1 D6
/1TK+E$
M19O^P>[ xTk6q*NvT^
5%wA"_ S%H"i
y 感兴趣的优化函数
.NWsr*Tel • 效率满足(>95%)
(]k Q9}8 • 信噪比满足(<30db)
@Y,t] • 杂散光满足(<5%)
[cFD\"gJAr ((?"2 }1r 11.总结 IUAe6 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
;7[DFlS\P • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
P:J|![ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
p v4#`.m • 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。
rhYAR r' • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。