这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
F%]ZyO9 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。
e2dg{n$6" zUIh^hbFf 2.模拟任务 q;)+O#CR UA8*8%v DOE:
_=\J :r|Y: 相位型衍射
L,+m5wKj[ 光束整形器
%3:[0o={d 直径:2mmx2mm
2}BQ=%E!' 形状:圆形
>x3$Ld 相位级次:16
!1b4q/ Bn<1zg5
9'5`0$,|^ 3.建模任务:入射光场 blk4@pg ,bGYixIfYZ 高斯准直
激光光束的光束
参数 jR_o!n~5 "C/X#y
•
波长:632.8nm
TOx >Z • 激光光束直径(1/e2):1mm
<NYf !bx ]_EJ "'x
n$u@v(I ]Uu :t 4.建模任务:期望输出光场 v\3
\n3[u <Rb[0E$ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
>* )fmfY _-R&A@ • FWHM-直径:0.5mm
H5)8TR3La • 边缘宽度:50um
k0(_0o • 效率:>95%
Pe,:FIp, • 信噪比(SNR):>30dB
/)-OK7x • 杂散光:<5%
_pN:p7l( SmUj8?6"
2N}U B=J E |K|AdL 5.设计方案 Pl\r|gS; ]=28s
*@ • 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)。
'~\\:37+ • 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)。
S11ME %jErLg
=A]*r9 Q{:=z6& 6. 衍射光束整形器会话编辑器 Re<@.d c.eUlr_{ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
>At* jg48 • 用户必须输入所需的信息
&~K4I - 入射场
MfU0*nVF~ - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
r?$V;Z -
系统参数
=MjkD)l - 制造条件
Gpf9uj% dZ,IXA yB
AeR*79x o FS2*u 7.设计过程 2/>u8j *w`_(Xf
Z'!i"Jzq|{ hQ@E2 Xsv
_PPn
=kuMa #;])/8R% 设计和优化过程由两步完成:
QF4)@ r{2x 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
;@FCaj& 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
!I jU *c@ 7SJbrOL4Q- 8.系统模拟 Q.MbzSgXL • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
]RxJ^'a63 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
ey@{Ng# • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
]R*h3U@5#K • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
qx1+' -~Chf4?<4
&[7z:`+Y## ^ u:bgwP 9. 初始几何光学设计的结果 [:gp_Z& >K!$@]2F
| r,{# EE `rest_vu 感兴趣的优化函数
_A~>?gJ;, • 效率满足(>95%)
O<P(UT" • 信噪比不满足(<30db)
):]5WHYg • 杂散光不满足(>5%
SajasjE!^1 0WSOA[R%[b
)8`i%2i= 8gxo{<,9 10. 后续IFTA优化后的结果 6&;h+;h V<ii
_%wB*u,X `Jj q5:\&
jx#9
69S*\'L 感兴趣的优化函数
3Dx@rW\ • 效率满足(>95%)
4YgO1}%G • 信噪比满足(<30db)
3vHkhhYQ • 杂散光满足(<5%)
1 T}jK^" 8[H bg 11.总结 '<U4D • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
?=,7'@e • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
~NTKWRaR • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
Z# %s/TL • 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。
#x6EZnG • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。