这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
9#%(%s2+ 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。
h~elF1dG :EyH'v 2.模拟任务 #ITx[X89| fDq,
)~D DOE:
ac.O#6& 相位型衍射
#I@]8U#,": 光束整形器
l3}n.ODA 直径:2mmx2mm
i`r,B`V`08 形状:圆形
"}K/ b 相位级次:16
tH:ea$A MCQ>BP
17{]QuqNF 3.建模任务:入射光场 :=~%& W<2%J)N< 高斯准直
激光光束的光束
参数 [RD ^@~x 6u7(}K •
波长:632.8nm
#`GW7(M • 激光光束直径(1/e2):1mm
+,>f-kaV @.*[CC;&
*ILS/`mdav o;Zoj} 4.建模任务:期望输出光场 `#fOY$#XB CpS'2@6 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
~B(]0: =&"Vf!7YR7 • FWHM-直径:0.5mm
^yK94U;<Gy • 边缘宽度:50um
|!%A1 wp# • 效率:>95%
R)cns7oW • 信噪比(SNR):>30dB
V-=$:J"J'\ • 杂散光:<5%
U]R?O5K O%o#CBf0
(%#d._j>fZ -|[_j$g 5.设计方案 Z55,S=i (6+6]`c$ • 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)。
RMC|(Q< • 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)。
_$ixE~w-! Ynz^M{9)K
? |8&!F `8FC&%X_ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 )SA$hwR &K>]!yn • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
+ {hxEDz • 用户必须输入所需的信息
=_":Z!_ - 入射场
}#'KME4 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
m9G,%]4| -
系统参数
sTG+c E - 制造条件
"fpj"lf- $elrX-(vL
l7s=b4}c !-.-!hBN 7.设计过程 TdKl`"Iy ;g*X.d
sx]?^KR: SOK2{xCG
]`.
d%Vx ^OBaVb 设计和优化过程由两步完成:
On'3K+(_ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
G4x.''r&Sl 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
i[\[xfk ,xTbt4J 8.系统模拟 =fsaJ@q,R • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
Ep?a>\ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
E*w 2yWR • 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。
zl:
u@!' • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
UkqLLzL ';ZJuJ.
COHJJONR ]UgAz 9. 初始几何光学设计的结果 `|/|ej]$P h[Iu_#HMa
N!h>fE` o[v`Am?v 感兴趣的优化函数
y:42H tS • 效率满足(>95%)
}TF<C!] • 信噪比不满足(<30db)
/vPb • 杂散光不满足(>5%
6~!YEuA `S~u4+y]
5t<]|-i! i*^K)SI8 10. 后续IFTA优化后的结果 :?UIyN? i3%~Gc63
ttsB'|ps I2W2B3D` c
'I<j`)4`d pc.0;gN 感兴趣的优化函数
GDcV1$NA • 效率满足(>95%)
;
zv nDo x • 信噪比满足(<30db)
w-#0k.T • 杂散光满足(<5%)
i&HV8&KygN Rke:*(p*n; 11.总结 h7y*2:l6 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
8 6+>| • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
5o3_x ~e • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
0iL8i#y* • 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。
E{6}'FG+A • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。