这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
_D{FQRU<YD 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。
*w^!\ h\Y~sm?!` 2.模拟任务 hMS:t(N{ #"TYk@whWf DOE:
u^]Gc p 相位型衍射
b W/T}FND 光束整形器
r7}KV| M 直径:2mmx2mm
l'2vo=IQ 形状:圆形
Df2$2VU 相位级次:16
W;!V_-: iKaS7lWH
wK fq'W{ 3.建模任务:入射光场 \Jc}Hzug %cDTq&Q 高斯准直
激光光束的光束
参数 r+#g IS[q'Cv* •
波长:632.8nm
G#NbLj`h • 激光光束直径(1/e2):1mm
tp!eF"v= (Lj*FXmz
&"A:_5AU "9hD4R 4.建模任务:期望输出光场 G i( L:@COy 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
k'e1ZAn H0lW gJmi| • FWHM-直径:0.5mm
YB)I%5d;{ • 边缘宽度:50um
IvQuxs&a • 效率:>95%
:~s*yznf • 信噪比(SNR):>30dB
As^eL/m2L • 杂散光:<5%
#ifjQ7(: ih75C"
V}2[chbl ;.$vDin6 5.设计方案 &"Cy&[ 9-1'jNV • 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)。
"9*MSsU • 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)。
u!It';j Dcs O~mg
(&V*~OR S @!z'$& 6. 衍射光束整形器会话编辑器 T(cpU,Q `@6y Wb:X • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
s6;ZaU • 用户必须输入所需的信息
1`Bhis9X8 - 入射场
^
rO}'~( - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
w9gfva$& -
系统参数
] ONmWo77o - 制造条件
?f:0GE7 M#8_Qbvfk
4/S3hH DI-CC[ 7.设计过程 p>T g*4^HbVxt
2*n~r K^b'<} $|p
EQHCw<e 2`FDY3n 设计和优化过程由两步完成:
7}&vEc@w& 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
wIF'|" 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
}^n"t>Z8 pVjOp~=U
8.系统模拟 =6fJUy^M\ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
*J4\KU • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
=|^R<#%/ • 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。
a`C2:Z23(# • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
0NvicZ7VR
Yfz`or\@=
{p(6bsn_#] !0KNA1w, 9. 初始几何光学设计的结果 6s!=de A*]sN8
6mIRa(6V LzEH&y_O 感兴趣的优化函数
\x8'K • 效率满足(>95%)
o6:]Hvqjr • 信噪比不满足(<30db)
C,<FV+r=^ • 杂散光不满足(>5%
Qk.[# /|v
b)J
o7v9xm+ #%z@yg 10. 后续IFTA优化后的结果 b0N7[M1Xl zmFKd5
^'b\OUty- j4#S/:Q<7
ySlGqR1H |B\76Nk 感兴趣的优化函数
>T\^dHtz • 效率满足(>95%)
h4~VzCR4x\ • 信噪比满足(<30db)
OZ<fQf.Gh} • 杂散光满足(<5%)
k/Ao?R=@gI 9}G<\y 11.总结 [bBPs&7u • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
!}"P Hby5N • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
]99;7 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
q-+_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。
Ui"3'OU' • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。