这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
TvWhy`RQ 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。
fxQN nV0"q|0K; 2.模拟任务 G1"=}Wt` xe:
D7 DOE:
66%#$WH# 相位型衍射
U!-|.N, 光束整形器
8P 3EQY- 直径:2mmx2mm
zSYWNmj& 形状:圆形
4>gMe3]0 相位级次:16
WQ]~TGW 8fdK|l w
<)]B$~(a 3.建模任务:入射光场 By@<N [I@ T]nZ3EZ 高斯准直
激光光束的光束
参数 $s hlNW\ 5|-(Ic •
波长:632.8nm
)^^r\ • 激光光束直径(1/e2):1mm
O329Bkg Y1
i!
sDCa&"6+@ (o\:rLZu 4.建模任务:期望输出光场 %rTXT HPT9B?^ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
+MQf2|-- R9yK" • FWHM-直径:0.5mm
P$@5&/] • 边缘宽度:50um
0X)'8N • 效率:>95%
2D
MH@U2 • 信噪比(SNR):>30dB
Lvc*L6 • 杂散光:<5%
fj 19U9R Z\{WBUR;4t
eR8qO"%2: =? x A*_^ 5.设计方案 h2KXW}y"4 @)m+O#a • 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)。
fZXJPy;n • 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)。
^G#=>&, ;P _`4w3
D|Z,eench ;2}0Hr'| 6. 衍射光束整形器会话编辑器 +iwNM+K/gQ 7BF't!-2F • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
0ldde&!p • 用户必须输入所需的信息
}{Lf 4|8 - 入射场
^<<( }3 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
g=[ F W@z -
系统参数
,_Fq*6 - 制造条件
^?toTU }x-~>$:"
[ WZ<d^L s+^o[R
T3 7.设计过程 }<&g1x'pa 788q<7E
(J<@e!@NE Tc\^=e^N?
r#]gAG4t\
q`}Q[Li 设计和优化过程由两步完成:
A@_F ;4X 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
&6MGPh7T 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
K~@-*8% ez86+ 8.系统模拟 kd'qYh • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
PQvq$|q • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
/43DR;4 • 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。
8+
B. x • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
Gr?"okaA N!"GwH
5HL JkOV5 Y#{KGVT< 9. 初始几何光学设计的结果 VrO$SmH v[r:1T@
V uJth
G+b $WQn2t 感兴趣的优化函数
~@BV • 效率满足(>95%)
\fU{$ • 信噪比不满足(<30db)
<5[wP)K@ • 杂散光不满足(>5%
TR{8A^XhE8 +2B{"Czm
yKOf]m># 1(hgSf1WH 10. 后续IFTA优化后的结果 A~I}[O~(pb *-_` xe
`z5j (rZq0*
?*,N
?s(U +Z$X5Th 感兴趣的优化函数
9eGM6qW\_ • 效率满足(>95%)
l%fnGe` _ • 信噪比满足(<30db)
wm*`
• 杂散光满足(<5%)
'4dnC2a] S][:b 11.总结 U@m< • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
*[W! ng • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
Ao`9 fI#q • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
^;W,:y& • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。
# dW$"u • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。