这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
;v~-'*0 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。
OxtOd\0$ tpEI(9> 2.模拟任务 F3lw@b3]) #:|+XLL DOE:
<uk1?Qg 相位型衍射
{(#%N5% 光束整形器
Bo+DJizu 直径:2mmx2mm
-MugnB6
形状:圆形
=!UR=Hq 相位级次:16
).HDru-2 W85@v2b
C*te^3k>B 3.建模任务:入射光场
I.@hW>k mNAY%Wn6k 高斯准直
激光光束的光束
参数 C4#rA.nF| ;t>Z+O% •
波长:632.8nm
NHgjRPz" • 激光光束直径(1/e2):1mm
NLe}Jqp GOB(#vu
iH2n.M
" gbSt Ar. 4.建模任务:期望输出光场 W*:,m8wk 0g<K [mPr7 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
~;OYtz 4^'3&vu • FWHM-直径:0.5mm
^, i>'T • 边缘宽度:50um
%_aMl • 效率:>95%
Q_"\Q/=?Do • 信噪比(SNR):>30dB
zggB$5 • 杂散光:<5%
B 2.q3T /<3<.
~
v !Kw<
fp| PaCzr5!~f 5.设计方案 m:O(+Fl sK=}E= • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
]Lqt(c • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
&?p:3%;Dr jN+N(pIi.o
=`C4qC_ Qc{RaMwD 6. 衍射光束整形器会话编辑器 cM &'[CI E}Xka1 Bn • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
8Chu"PM%-J • 用户必须输入所需的信息
V5GkP1L - 入射场
MYnH2w] - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
6vf\R*D|A -
系统参数
g#K'6VK{ - 制造条件
>1irSUj"~ \Z-2leL)j
k6?cP0I)5 9f}XRz 7.设计过程 b }zBn8l fd8#Ng"1
N\1/JW+ M`,XyIn
P8gXCX!>U vV`|!5x 设计和优化过程由两步完成:
bYh9sO/l 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
g.#+z'l 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
-05U%l1e {lz G*4? 8.系统模拟 a%J6f$A# • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
PG)_L.7rJ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
eE/%6g • 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。
jlKGXD)Q[ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
9g?xlue#? ]Bb7(JX
._p""'Sa R/<=mZ 9. 初始几何光学设计的结果 "gNK>< {%']w
VZA3IbK} ]~a_d) 感兴趣的优化函数
Wc#:f8dr • 效率满足(>95%)
f@:CyB GQ • 信噪比不满足(<30db)
{B yn{?w • 杂散光不满足(>5%
{.#zHL
; %N~CvN@T
DB&SOe {=At#*=A 10. 后续IFTA优化后的结果 .:;fAJPf a|N0(C
qCJ=Z t,vTAq.))
Y%vP#>h cq^sq1A: 感兴趣的优化函数
+|nsu4t,< • 效率满足(>95%)
d7bjbJwu • 信噪比满足(<30db)
':;LrTc'K • 杂散光满足(<5%)
4IGxI7~27# ~440#kj< 11.总结 dV$!JTsd • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
g+Ph6W • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
K
M]Wl_z • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
R/N<0!HZ • 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。
[w%#<5h • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。