这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
:51/29} 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。
fTK3,s1= ivN&HAxI@ 2.模拟任务 t:'Mh9h7u bcE._9@@ DOE:
.oeX"6K 相位型衍射
]SLP}Jwy 光束整形器
u)+8S/ ) 直径:2mmx2mm
NgP&.39U 形状:圆形
z?R|Ok 相位级次:16
`u&Rsz&^ RO'7\xvn
pSdI/Vj'= 3.建模任务:入射光场 9,:l8 hvsWs.;L' 高斯准直
激光光束的光束
参数 K3#@SYj dtRwTUMe? •
波长:632.8nm
w=T\3(%j • 激光光束直径(1/e2):1mm
4\8+9b\9" $#9;)8J
#."-#"0 Q7jb'y$ozO 4.建模任务:期望输出光场 z`f($t[ #_^Lb]jkM 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
Ac2n
2y;Skp • FWHM-直径:0.5mm
YUtC.TR1 • 边缘宽度:50um
'!!CeDy • 效率:>95%
3u*4o=4e • 信噪比(SNR):>30dB
F%@aB<Nu • 杂散光:<5%
/<|%yE&KhJ *zbNd:i9
i:Y^{\Z?V ^:^9l1] 5.设计方案 5m&9"T. w O;:mCt _H • 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)。
4.[^\N • 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)。
l5!|I:/*; $_"'&zQ'
^/I
7|u] OEA&~4&{7 6. 衍射光束整形器会话编辑器 SB H(y) P}n_IV*@ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
{?}E^5Z*g • 用户必须输入所需的信息
R3gdLa. - 入射场
r*2+xDoEi - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
`ZYoA
t]C~ -
系统参数
"O3tq=Q - 制造条件
cQCSe,$ W 4i)1'{e
I_}SB| %Nlt H/I 7.设计过程 ^c"jH'#.L [8 ]z|bM
xpV|\2C BC&S> #\
.o(fe\KHf wh$sn:J 设计和优化过程由两步完成:
X(
\AB 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
LM~[@_j 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
qeV fE_< 4;e5H_}Oo 8.系统模拟 md)c0Bg8~ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
^oBtfN>4 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
N.,X<G.H • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
h\fjBDU^ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
+~m46eI I| w"/"U
n{n52][J] )WNzWUfn=z 9. 初始几何光学设计的结果 i1ixi\P{0 T*Y~\~Jhu
KrgFKRgGj ~7*.6YnI 感兴趣的优化函数
KKja/p • 效率满足(>95%)
{Z(h.de • 信噪比不满足(<30db)
]#)()6)2v • 杂散光不满足(>5%
_<n~n]% >?2M
}TV3
TaZmRL 0gW"i&7c 10. 后续IFTA优化后的结果 j/323Za+ ^S4d:-.3
M8kPj8}{ U dT*E: 6
g0xuxK;9c ~ (|5/
p7t 感兴趣的优化函数
7OcWC-< • 效率满足(>95%)
1F5XvQl • 信噪比满足(<30db)
| k&Ck • 杂散光满足(<5%)
>,V9H$n o5Dk:Bw 11.总结 N({MPO9 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
yr)G]K[/ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
sJB;3"~ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
bkOv2tZ • 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。
<Th6r.#? • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。