这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
bao5^t} 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。
mAERZ<I 6>^k9cJp 2.模拟任务 MPw7!G(qj 2n,73$s DOE:
$6+P&"8 相位型衍射
i2c<q0u 光束整形器
Fi}rv[`XY[ 直径:2mmx2mm
Rs`Y'_B 形状:圆形
ho=]'MS| 相位级次:16
nf^k3QS\ ooxzM `
eNskuG|1 3.建模任务:入射光场 {;~iq
K8we* 高斯准直
激光光束的光束
参数 &xT~;R^ BFRSYwPr •
波长:632.8nm
-v2q:x'G# • 激光光束直径(1/e2):1mm
Tj~#Xc Lu5.$b
s$G8`$+i1 NGzqiu"J 4.建模任务:期望输出光场 YA8~O5 +`[Sv%v&L 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
>gl <$LQ?X S,>n'r[ • FWHM-直径:0.5mm
kV<)>Gs • 边缘宽度:50um
X Y?@^ • 效率:>95%
N*-Z Jv • 信噪比(SNR):>30dB
&g {_.n, • 杂散光:<5%
b
DvbM bME3" e{O
S?tLIi/ QQcj"s 5.设计方案 ?5gpk1 _L.yt5_ • 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)。
w\4m-Z{ • 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)。
(`xnA~BN S!cXc/H-R
"|rqt.f2[ ^a5>`W 6. 衍射光束整形器会话编辑器 %tLq&tyeY Sa~C#[V • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
iB-s*b<`~ • 用户必须输入所需的信息
K@hUif|([ - 入射场
x~^nlnKVf - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
0&~u0B{ -
系统参数
(La - 制造条件
iHB)wC`u bq]a8tSB
vL0Ol-Vt 7F~+z7(h 7.设计过程 Y6a|\K| tTt~W5lo
-GjJrYOU tT:yvU@a
E(#2/E6 @xEQ<g 设计和优化过程由两步完成:
]={Hq9d@ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
eo[^ij 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
] fB{ q4oZJ -` 8.系统模拟 UJ:B:hh'' • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
!C?z$5g • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
Q!v[b{]8 • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
NBX/V^ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
<ZEA&:p TH &B9
r.5F^ Z%R^;8 !~ 9. 初始几何光学设计的结果 D.?gV_ mr? ii
\\JXY*DA:+ ^da-R;o] 感兴趣的优化函数
=B1!em| • 效率满足(>95%)
ZtDpCl_ • 信噪比不满足(<30db)
U^D7T|P$V • 杂散光不满足(>5%
/_\4(vvf zAewE@N#_
<*P1Sd. ;f
Gi5=- 10. 后续IFTA优化后的结果 `u-Y 5mY c/RG1w
??PpHBJ') WyP1"e^9
2X`M&)"X |wx1
[xZ 感兴趣的优化函数
{;U:0BPI3 • 效率满足(>95%)
:nI.Qa'"H • 信噪比满足(<30db)
2ip~qZNw>< • 杂散光满足(<5%)
*6L^A`_1] @Klj!2cv$ 11.总结 Eh+lLtZ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
=RA6 p • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
`0D+x • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
U N/.T
• 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|=
1<v • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。