这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
Lq-Di|6q 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。
yMJY6$Ct m|7lDfpb 2.模拟任务 0%K/gd#S< h{$mL#J DOE:
=LFrV9 相位型衍射
+c8cyx:^f 光束整形器
"agc*o~!F 直径:2mmx2mm
R%(ww 形状:圆形
-<R" 相位级次:16
sSh=Idrx S%+$
01/? 3.建模任务:入射光场 %(9BWO &WqKsH$ 高斯准直
激光光束的光束
参数 wRc=;f qrWeV8ur+ •
波长:632.8nm
TAkM-iyH] • 激光光束直径(1/e2):1mm
QGWfF,q S$=e %c
&TpzJcd" h-^7cHI} 4.建模任务:期望输出光场 B\/"$" d%"?^e 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
8-A *Jc ndsu}:my • FWHM-直径:0.5mm
rvdhfM!-A • 边缘宽度:50um
k:+Bex$g • 效率:>95%
yf2I%\p} • 信噪比(SNR):>30dB
Ar+<n 2;[ • 杂散光:<5%
HjX!a29Wf )2U#<v^
2'R&K "8bxb 5.设计方案 +
lha= @IB+@RmL • 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)。
# j=r • 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)。
aCL_cVOMR 208 dr*6U
7\BGeI ]^='aQ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 L4)@lmd3 AYC22( • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
Kg#5
@; • 用户必须输入所需的信息
c{iF - 入射场
64#6L.Q-c - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
*@M7J -
系统参数
if
S)
< t - 制造条件
Ly0U')D: q{rc[ s?
*-!&5~o/U W6Os|z9&| 7.设计过程 :&]THUw 8gA:s`ofJ
oEqt7l[I{ G4jaHpPi
UUxDW3K \XG18V& 设计和优化过程由两步完成:
x*)@:W! 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
iNTw;ov 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
+sTZ)
5vQ 7VP[U, 8.系统模拟 R+c
{Pl • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
` "Gd/ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
'qosw:P • 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。
Q(
WE.ux)< • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
}v'jFIkhI $X.X_
~%6GF57gC _&/FO{ F@m 9. 初始几何光学设计的结果 :Sh> MTKd:.J6
9s5PJj "u VfJbexYT 感兴趣的优化函数
hM!D6: t • 效率满足(>95%)
EDm,Y • 信噪比不满足(<30db)
sK#)wjj\^ • 杂散光不满足(>5%
P=)&]Pz D4:c)}
2?]NQE9lA @wWro?s'p 10. 后续IFTA优化后的结果 ]-o0HY2 49o5"M(
rb+&] Kvu0Av-7
RH,1U3? y<|vcg8x 感兴趣的优化函数
S`LS/) • 效率满足(>95%)
U]!D=+ • 信噪比满足(<30db)
C~4$A/&( • 杂散光满足(<5%)
a@&^t( 1 rYnjQr2a 11.总结 2
{lo • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
:
"[dr~. • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
WcyN,5 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
v{ F/Bifo • 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。
L0_qHLY • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。