这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
?vvG)nW 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。
^#2xQ5h V>6QPA^ 2.模拟任务 b,9@P&=:2 g-XKP DOE:
i)=m7i 相位型衍射
Pv~: gP 光束整形器
lBS"3s384 直径:2mmx2mm
]7*kWc2 形状:圆形
VDG|>#[! 相位级次:16
3eWJt\}?B lHcA j{6
>$Fp}?xX 3.建模任务:入射光场 f#1/}Hq/I [8.-(-/; 高斯准直
激光光束的光束
参数 V- /YNRV XJc
,uj7 •
波长:632.8nm
{aoMJJq • 激光光束直径(1/e2):1mm
5lGQ#r <Kg2$lu(_`
'(tj[&aL W-1sU g[AN 4.建模任务:期望输出光场 0JK2%% hzq5![/sV 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
J||E;=%f-Q ![
a • FWHM-直径:0.5mm
)Z("O[ • 边缘宽度:50um
.8K6C]gw • 效率:>95%
ewpig4 • 信噪比(SNR):>30dB
F.68iN} • 杂散光:<5%
!W~QT} &f"T,4Oh
f\ 'T_ ~}K{e 5.设计方案 EZ/^nG ;?zF6zvQ • 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/jk • 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)。
drI\iae{^ St+ "ih%
$T?]+2,6; +mLD/gK` 6. 衍射光束整形器会话编辑器 zSKKr?{ JYQ.EAsr! • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
>nK%^T • 用户必须输入所需的信息
hXc}r6<B - 入射场
#jm@N7OZ - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
|g!`\@O -
系统参数
eIJ[0c b} - 制造条件
ioWo ] ^&NN]?
F\-Si!~oOz b)`pZiQP 7.设计过程 ?2ItTrlB W+\?~L.
T)~!mifX Y&5.9 s@'
jM @?<1
xp^ 7#`MJ? 设计和优化过程由两步完成:
T
pD; 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
|mOMRP#' 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
^KbL
,T A?r^V2+j 8.系统模拟 {[P!$
/ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
G|*G9nQ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
qe%V#c • 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。
-?z\5z • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
R5ZIC4p ;{gT=,KQ`
x[x(y{&~ (:n|v% 9. 初始几何光学设计的结果 E30Z`$cz: 5gshKmt_
Oyan9~ ?-,6<K1 感兴趣的优化函数
'yr{^Pek • 效率满足(>95%)
>pdnCv_c • 信噪比不满足(<30db)
b
i~=x • 杂散光不满足(>5%
^V.'^=l r]T0+ oQ>
\0&SI1Yp 9go))&`PJL 10. 后续IFTA优化后的结果 CN\=9Rvs fEwifSp.
;7j,MbU `tVy_/3(9
:c:V%0Yji l!@ 1u^v2 感兴趣的优化函数
#U"1 9@|} • 效率满足(>95%)
I_>`hTiR • 信噪比满足(<30db)
J>h;_jA • 杂散光满足(<5%)
BIj FM\[]. 11.总结 p+ Lv=e)0u • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
Mk5RHDh • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
hKN6 y% • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
) rpq+~b • 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。
b# ='^W3 • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。