这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
%-9?rOr 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。
9O(vh(C aia`mO] 2.模拟任务 -_@zyF<G uBpnfIe DOE:
DpD19)ouy 相位型衍射
Yf1&"WW4 光束整形器
E3..$x-/ 直径:2mmx2mm
3an9Rb V 形状:圆形
X=C*PWa7 相位级次:16
Qc4r?7S< ki|KtKAu_9
/Z3 Mlm{ 3.建模任务:入射光场 6gfn5G c_V^~hq 高斯准直
激光光束的光束
参数 zEM c) d `MTc •
波长:632.8nm
rF@njw@ • 激光光束直径(1/e2):1mm
D;?cf+6$ uX/K/4
stxei
6 _PPZ!r( 4.建模任务:期望输出光场 f%,Vplb Y5mQY5u| 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
b@v_db]|t. }xx" • FWHM-直径:0.5mm
"mk@p=d • 边缘宽度:50um
x."R_> • 效率:>95%
;-0
d 2Z • 信噪比(SNR):>30dB
gWk?g^KJL • 杂散光:<5%
>b;o&E`\ 4 H<.
{UeS_O>( jmORKX+) 5.设计方案 mV>l`&K= W(4Mvd • 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)。
cMU"SO • 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)。
s78MXS?py [,bra8f[C
!l(D0 C uqotVil, 6. 衍射光束整形器会话编辑器 hr@kU x ?2(52?cJ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
4 EE7gkM5 • 用户必须输入所需的信息
B}(r>8?dm - 入射场
?td`*n~, - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
8(zE^W,[8" -
系统参数
8l.bT|#O - 制造条件
IgIM8"N OA7YWk<K
V?L8BRnV 1agNwFd~ 7.设计过程 11^.oa+` 8P?p
(- D^_*f {{r.?m#{
En9>onJ h}y]Pt? 设计和优化过程由两步完成:
Q]{ `m 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
wi/qI(O! 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
Yi?v|H<a 41v#|%\w 8.系统模拟 rD;R9b"J • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
]*Cq'<h$ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
`nCVO;B • 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。
f6,?Yex8B • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
d iWi0@ fi~jT"_CI
yU"lJ>Eh}} [xdi.6% 9. 初始几何光学设计的结果 ?CD[jX}! ^~1Z"kAnT
|SfCuV#g/< } *jmW P 感兴趣的优化函数
Bwc_N.w?3 • 效率满足(>95%)
ym8pB7E7% • 信噪比不满足(<30db)
`%/w0,0 • 杂散光不满足(>5%
1EMud,,: Ya&\ b 6
@~QI3)=s *.6m,QqJ( 10. 后续IFTA优化后的结果 +-!2nk`"a {%oxzdPc
t2(vtxrt _+9o'<#u(
ES\=MO5a7 &0`i(l4]l 感兴趣的优化函数
7Ucq(,\./ • 效率满足(>95%)
+a"f)4\ • 信噪比满足(<30db)
E*x ct-m# • 杂散光满足(<5%)
0VZC7@ `^HK-t4q 11.总结
kIR/.Ij} • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
&;naaV_2T • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
CB0p2WS_ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
v~A*?WU;n • 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。
9>@Vk
vpY • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。