这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
?Cci:Lin 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。
-0,4egj3 /b.oEGqZX 2.模拟任务 nb@" ?<L! 27#8dV? DOE:
C 7nKk/r 相位型衍射
}&G]0hCT! 光束整形器
mT_GrIl[ 直径:2mmx2mm
U 0ZB^` 形状:圆形
|tG+iF@4 相位级次:16
v29G:YQe <4D%v"zRP
@%@zH%b 3.建模任务:入射光场 j.QHkI1. R.7#zhC`4 高斯准直
激光光束的光束
参数 TV{)n'aA cj(X2L •
波长:632.8nm
`X+j2TmS • 激光光束直径(1/e2):1mm
B2hfD-h,> T#iU+)-\%
>x'bZ]gm b4~H3| 4.建模任务:期望输出光场 "oE* 9J?e p~bkf> 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
i;lE5 7>x;B • FWHM-直径:0.5mm
KZK,w#9. • 边缘宽度:50um
)DZTB • 效率:>95%
56s*A*z$
; • 信噪比(SNR):>30dB
/Antb6E • 杂散光:<5%
/{G/|a 4
10:%WGc
dB`b9)Tk0z KF{a$d 5.设计方案 w<d*#$[,* 98<zCSe\] • 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)。
RWahsJTu • 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)。
L<@&nx 4Vx+[8W
q 22/_nSC >i8~dEbB 6. 衍射光束整形器会话编辑器 #^\}xn"[ 6`"ZsO • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
#'NY}6cb$ • 用户必须输入所需的信息
A[ 1)!e - 入射场
+{xG<Wkltz - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
tQ0=p|
T] -
系统参数
lS3 _Ild - 制造条件
{U
P_i2`. Fd"WlBYy0
:bw6 k ype"7p\ 7.设计过程 hgj0tIi/ 8DT@h8tA
kGj]i@(PA4 2B'^`>+8S
Y\>\[*.v 5 V rcR=?O 设计和优化过程由两步完成:
di<B ~:l58 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
Fc{((x s 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
D'?]yyrf g _x\T+= 8.系统模拟 eH
`t \n • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
b.(XS?4o • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
;q&Z9lm • 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。
|QqWVelc • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
Wbs^(iUU} Hc
/wta
`^f}$R| vK`S!7x'& 9. 初始几何光学设计的结果 rUvwpP"k KPg[-d
;<VR2U` bN4d:0 Y 感兴趣的优化函数
mN7&%Z • 效率满足(>95%)
m^c%]5$ • 信噪比不满足(<30db)
}*ODM6 • 杂散光不满足(>5%
j>V"hf AYYRxhv_,
9`,,%vdj r)%4-XeV 10. 后续IFTA优化后的结果 @ p"NJx" _dY:)%[]
Cea"qNq=k 6e&g$R
v
C,R,:zR dgm+U%E 感兴趣的优化函数
~"RQ!&U • 效率满足(>95%)
lWIv(%/@ • 信噪比满足(<30db)
\4C)~T:* • 杂散光满足(<5%)
;,FT&|3o Vzk cZK 11.总结 8\P
JSr • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
fyGCfM • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
I S.F • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
T?ZOHH8 • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。
.k
p$oAL • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。