这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
Mp`2[S@$ 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。
(viGL|Ogn x vx+a0 A 2.模拟任务 s8
c#_ 3(n+5~{e DOE:
6o4Bf| E] 相位型衍射
Q"2J2211 光束整形器
?z$^4u3 直径:2mmx2mm
J;AwC>N 形状:圆形
+#a_Y 相位级次:16
o+j~~P TCI%Ox|a
PBo;lg` 3.建模任务:入射光场 #2qDn^s ]
3UlF'{ 高斯准直
激光光束的光束
参数 0l&#%wmJ, [9U:: •
波长:632.8nm
r{pbUk • 激光光束直径(1/e2):1mm
|MQ_VZ{6 e[)oT
z;#]xCV gcKXda( 4.建模任务:期望输出光场 O h{>xg 'l7ey3B% 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
fCa*#ME lk?@ =U~ • FWHM-直径:0.5mm
.lt|$[" • 边缘宽度:50um
8pZGu8 • 效率:>95%
=Mby;wQ?| • 信噪比(SNR):>30dB
:,'yHVG\ • 杂散光:<5%
BhcTPQsW @j/|U04_Z
"f5 neW V^[B=|56 5.设计方案 Q eZg l! z +NwGVk3 • 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)。
2YV*U_\L • 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)。
P/e6b
.M aViZKps`m
Un.u{$po ]8;2Oh
6. 衍射光束整形器会话编辑器 )GC9%mF; V9%!B3Sb • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
{/E_l • 用户必须输入所需的信息
io1hUZ - 入射场
#i1z&b#@ - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
zZ*\v -
系统参数
X]T&kdQ6q - 制造条件
N" =$S|Gs r]<?,xx[
]XS[\qo 2C59fXfd 7.设计过程 !x@3U^${ Fk*C8
r;C
BA'Z dum(T
j
:$Ruy Ak'=/`+ p 设计和优化过程由两步完成:
|iLf;8_: 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
aSVR+of 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
C>gC99 ucwUeRw, 8.系统模拟 (ibj~g?U, • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
4;D>s8dgG • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
Bl1^\[# • 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。
qvN`46c • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
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kmZ
U;Z EWNm }C9 9. 初始几何光学设计的结果 hvo7T@*' r'E|6_0
3Q\k!$zq _p^&]eQ+k# 感兴趣的优化函数
g3Z"ri~!G • 效率满足(>95%)
,E3Ze*(U • 信噪比不满足(<30db)
kl[Jt)"4@ • 杂散光不满足(>5%
(D~NW*,9 E~K5n2CI
z5q( <C{uodFll 10. 后续IFTA优化后的结果 mF`%Z~}b %Xjg/5G -
>'g>CD! R^+,D
D wtvtglqV =OR"Bd:O
感兴趣的优化函数
ToE^%J4 • 效率满足(>95%)
:9Mqwgk,;3 • 信噪比满足(<30db)
v~`'!N8 • 杂散光满足(<5%)
2'T uS? m$!Ex}2 11.总结 kB3@;z: • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
mh"9V5T • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
C]GW u~QF • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
7rSads • 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。
yDmx)^En • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。