这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
[EHrIn 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。
E1>/R r>qA $zD^ 2.模拟任务 CdhSp$> oJaAM|7uv DOE:
p4/$EPt)lY 相位型衍射
.?#uxd~> 光束整形器
WO%h"'iJ 直径:2mmx2mm
!eD+GDgE] 形状:圆形
Nh)[rx 相位级次:16
w;`m- 9<Y O25mkX
! gp}U#Yv 3.建模任务:入射光场 @Y'I,e m7 XjP2 高斯准直
激光光束的光束
参数 = hX[ k7 bl'zic •
波长:632.8nm
,@Z_{,b • 激光光束直径(1/e2):1mm
^Qh-(u` j|'R$|
q9}2 -gKpL\ 4.建模任务:期望输出光场 B7"Fp \K`jCsT 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
l`rC0kJ] 8&a_A:h • FWHM-直径:0.5mm
*PB/iVH%6 • 边缘宽度:50um
=l|>.\- • 效率:>95%
R+.
N n • 信噪比(SNR):>30dB
5t'Fv<g • 杂散光:<5%
cCng5Nq,c |>sv8/!
x1DVD!0 ~{ ~u/@rqF 5.设计方案 H%.zXQ4}n TU%"jb5 • 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)。
p5SX1PPQ • 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)。
tyXl}$)y Dt {')
w#{l4{X| :,C%01bH|l 6. 衍射光束整形器会话编辑器 ze"~Ird Z t`j\^4n • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
tP]q4i • 用户必须输入所需的信息
|a(Q4 e/, - 入射场
4[l^0 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
|e"/Mf[ -
系统参数
1jOKcm'# - 制造条件
?cBO6^ i_YW;x
'(9YB9 i .wri5 7.设计过程 -h9#G{2W[ +wts 7,3
zv9MHC
& <UAP~RH{
NTVHnSoHh xK!DtRzsA 设计和优化过程由两步完成:
_>Ln@ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
8|vld3; 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
!c_u-&b) y1Z1=U*! 8.系统模拟 '{^8_k\}B • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
z"av|(?d • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
:tlE`BIp • 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。
k1wr/G'H[ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
r:#Q9EA ,]U[W
x.G"D( 4[_L=zD 9. 初始几何光学设计的结果 D@5s8xv i ha9!kf
8vO;IK]9b^ (7 ijt 感兴趣的优化函数
:B+Rg cqi • 效率满足(>95%)
Rd vn)K • 信噪比不满足(<30db)
$"1pws?d • 杂散光不满足(>5%
x~Pvh+O $Br>KJ%'g
2b!j.T#u ,N0uR@GN 10. 后续IFTA优化后的结果 +0U#.|? F1\`l{B,\
5Fr; 2J&XNV^tJ
SLg+H e|~C?Ow'J 感兴趣的优化函数
fIH# • 效率满足(>95%)
To">DOt • 信噪比满足(<30db)
Vl4Z_viNH • 杂散光满足(<5%)
pIvfmIm {Wa~}1`Kl 11.总结 L2d:.&5 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
6#O#T;f) • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
)ib7K1GJ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
O%prD}x • 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。
{&0mK"z_ • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。