这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
aG!
*WHt 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。
\ZSTKi? 5Z{_m;I. 2.模拟任务 ;,XyN+2H QHzgy? DOE:
J &YQ]l 相位型衍射
sTkkM9 光束整形器
Hx
%$X 直径:2mmx2mm
CISO<z0 形状:圆形
b,@aqu 相位级次:16
b5pMq$UVL #`ls)-`7
y-B=W]E 3.建模任务:入射光场 5HKW"=5Cf CPviR<ms_ 高斯准直
激光光束的光束
参数 e1/sqXWo |P~;C6sf •
波长:632.8nm
ONX8}Ob~ • 激光光束直径(1/e2):1mm
G[Tl%w E0 l_--
*:hyY!x :%X Ls, 4.建模任务:期望输出光场 idc4Cf+4 ,gx)w^WTm 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
qlsQ|/'D 0CAa^Q^w • FWHM-直径:0.5mm
bw4oLu? • 边缘宽度:50um
Ug%_@t/? • 效率:>95%
sL^yB • 信噪比(SNR):>30dB
/ T
c= • 杂散光:<5%
e3[:D5 l7}g^\I
u0o'K9.r ~DF:lqwWP 5.设计方案 gTf|^?vd b-^p1{A0zW • 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)。
x/fX`y|(}* • 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)。
#{J,kcxS ,h]o>
:t("L-GPW O(Jj|Z 6. 衍射光束整形器会话编辑器 'gMfN 39i9wrP • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
;#/@+4@a& • 用户必须输入所需的信息
Nw_@A8-r - 入射场
e [h8}F - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
J^#:qk -
系统参数
K=::)/{P - 制造条件
NAC_pM&B d3Mva,bw<
YwEpy(}hJm 7,
}
$u 7.设计过程 (2ot5x}`j 21X`h3+=
1T&Rc4$Sn7 9pn>-1NJ
#N(= 3Cj !|hoYU>@2L 设计和优化过程由两步完成:
S0,R_d') 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
zE T^T5>: 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
yF}OfK?0f s9;#!7ms 8.系统模拟 `3H4Ajzcc • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
&F:IIo7 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
BF*kb2"GZ6 • 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。
]B"'}%>ez • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
-&x2&WE' }"vW4
>zsid: )~4II.`%^ 9. 初始几何光学设计的结果 ,j;m!V ,u }XWV
@bM2{Rh: 6*4's5>?D 感兴趣的优化函数
Va,<3z%O< • 效率满足(>95%)
`e9$,h|4 • 信噪比不满足(<30db)
Q$& sTM • 杂散光不满足(>5%
Wt)Drv{@ { ]V %.I_
{2/LRPT qPB8O1fyU 10. 后续IFTA优化后的结果 {,*"3O:\:
D']ZlB'K
=PRx?q`d ur
:i)~wXn
{Q+gZcu +iRq8aS_
感兴趣的优化函数
#-pc}Y|< • 效率满足(>95%)
t+5E#!y
• 信噪比满足(<30db)
!d<"nx[2` • 杂散光满足(<5%)
2*(Z==XC7 REZJ}%}/ 11.总结 [:xiZ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
~/mwx8~ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
: ^ 8 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
*~m+Nc`D,N • 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。
'9c2Q/ • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。