这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
z3p#` 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。
&fWYQ'\> {"w4+m~+te 2.模拟任务 Vch!&8xii \ .jT"Z~ DOE:
E>6:59+ 相位型衍射
a]|k w4 光束整形器
KmlpB 直径:2mmx2mm
IOi 6'
1l 形状:圆形
} ~#^FFe 相位级次:16
OM
5h>\9 "Crm\UI6
iv62Fs' 3.建模任务:入射光场 DV!) n 6 ZICcZG_y 高斯准直
激光光束的光束
参数 0q
^dpM <sq@[\l}a •
波长:632.8nm
9K
F`9Y • 激光光束直径(1/e2):1mm
1p9+c~4l: |);-{=.OdQ
p6'wg#15 p%6j2;D 4.建模任务:期望输出光场 Z*(lg$A9M &D 4Ci_6k 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
+#! !
'XP wFJ?u?b0Q • FWHM-直径:0.5mm
ij=}3;L_! • 边缘宽度:50um
0jN?5j • 效率:>95%
Z[{ :
` • 信噪比(SNR):>30dB
=K2mR}n\; • 杂散光:<5%
cCH2=v4hU =a.avOZ
I5J9,j R_2JP C 5.设计方案 s$ 2@ |; Qm X(s • 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)。
~y(-j[ • 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)。
L4'FL?~I IL]VY1'#
2 nRL;[L*. z@0*QZ.y1 6. 衍射光束整形器会话编辑器 v*7lJNN. e/;chMCq • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
OxraaN` • 用户必须输入所需的信息
5/O;&[l Yy - 入射场
TVP.)% - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
Vnv9<=R -
系统参数
Ge>%?\ - 制造条件
3S'juHTe @{Q[M3l
[1Yx#t H0YxPk) 7.设计过程 ;_lEu" - qi\!<clv
*|RQ
) {<HL}m@kQ
,HxsU,xiG #w4=kWJ[ 设计和优化过程由两步完成:
l ^*GqP5 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
DVNGV 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
=;/4j'1}9 n#G
I& U 8.系统模拟 2>3gC_^go • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
Xp=Y<`dX • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
w`vJE!4B • 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。
6.Nu[-? • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
tZ]|3wp D@i,dPz5Zl
.Y%)& p0xd
c3 9. 初始几何光学设计的结果 Ok+zUA[Wu rdsm
/^,s
av( d0E}}b \vB-0w 感兴趣的优化函数
IPU'M*|Q • 效率满足(>95%)
gOI#$-L • 信噪比不满足(<30db)
6EhRCl • 杂散光不满足(>5%
u:pdY'`"# dUtxG ~9
"msCiqF{z sD$
\!7:b 10. 后续IFTA优化后的结果 :5G3uN+\ J<Wz3}w6
8x
jJ W>Y8 u8
K h9 $ [IVT0
i 感兴趣的优化函数
ObIi$uJX • 效率满足(>95%)
FDaHsiI: • 信噪比满足(<30db)
%Yg;s'F>#q • 杂散光满足(<5%)
mf'N4y% 2*Uwp;0 11.总结 .*>LD • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
F_!6C-z • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
X-! yi • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
0}q ij • 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。
i+yqsYKO • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。