这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
FJO"|||Y'| 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。
M,crz q^Z~IZ8IT 2.模拟任务 "Kyifw? |J:$MX~ DOE:
Uh>.v |P6 相位型衍射
! mm5I#s 光束整形器
D+f'*| 直径:2mmx2mm
ddoST``G 形状:圆形
M{]e5+ 相位级次:16
.
3GnZR,L kGpV;F==*
plK=D#) 3.建模任务:入射光场 pJd 0k"{ yc*<:(p 高斯准直
激光光束的光束
参数 ?$3r5sx ,
Hn7(^t •
波长:632.8nm
WElrk:b • 激光光束直径(1/e2):1mm
;P3>>DZ #e*X0;m
WNhbXyp_ [!G)$< 4.建模任务:期望输出光场 2A*/C7 .AXdo'&2i 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
,E&Bn8L~O NUMi])HkN • FWHM-直径:0.5mm
;;@IfZ ?j • 边缘宽度:50um
So#dJ> • 效率:>95%
"9qp"% • 信噪比(SNR):>30dB
\ EZ+#3u • 杂散光:<5%
NH'iR!iGo wy''tqg6
Y~az!8j;Z e$/&M*0\f 5.设计方案 _ENuwBYW- $_)=8"Sn • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
,>u=gA&} • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
ob'n{T+lZ PRD_!VOW
;`kWpM; H>?F8R_iq 6. 衍射光束整形器会话编辑器 !h>D;k6 e 1~'_K9eE • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
%fv)7 CRM • 用户必须输入所需的信息
]NtSu%u - 入射场
QsOhz - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
>Rt9xP -
系统参数
,-@5NY1q - 制造条件
:M j_2 }~Q5Y3]#~
B;!f<"a8 t8&q9$ 7.设计过程 f jI #- H0a-(
fYBH)E ' "'Btxz
ID4~Gn f7J,&<<5w 设计和优化过程由两步完成:
0+EN@Y^dAV 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
U<47WfcW 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
!8*McOI B
wC+ov= 8.系统模拟 ;LRW
8Wd • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
$b>}C= gt • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
5h8o4 • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
Z)&D`RCf • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
g_w&"=.jBq ,=o0BD2q
Fk1.iRVzi >|3a
9S 9. 初始几何光学设计的结果 )`8pd 7<. &[@\ f^~
NP/>H9Q2% vG
Vd 感兴趣的优化函数
VXm[- • 效率满足(>95%)
!gH9 ay • 信噪比不满足(<30db)
?t rV72D • 杂散光不满足(>5%
uLN[*D #U=;T]!'$
4:mCXP,x 5]"SGP 10. 后续IFTA优化后的结果 &Y7C0v ^Y04qeRd
*Oo &}oAj e*]r
9<s4yZF@x RY=1H 感兴趣的优化函数
|d7$*7TvV • 效率满足(>95%)
},c,30V' • 信噪比满足(<30db)
O8|*M " • 杂散光满足(<5%)
C+%K6/J( [s`
G^ 11.总结 0{) $SY • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
mm[SBiFO\ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
jm3G?Vnq • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
GXX+}=b7qO • 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。
V U~Dk);Bv • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。