这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
wAFW*rO5o 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。
,PECYwegkt Gr: 3{o` 2.模拟任务 %WGuy@tL Cqxv"NN DOE:
c2 *`2qK# 相位型衍射
,%W<O. 光束整形器
UXH"si: 直径:2mmx2mm
_U0$ =V 形状:圆形
\:v$ZEDJ> 相位级次:16
a}gkT] 2r&R"B1`(
^$-Ye]< 3.建模任务:入射光场 Y]N,.pv= ?WpenUWk 高斯准直
激光光束的光束
参数 ]|U-y645 .A6lj).: •
波长:632.8nm
9o0!m Cq • 激光光束直径(1/e2):1mm
KrcgIB8X ? 2#(jZ# 2
y'}O)lO1 o>?*X(+le 4.建模任务:期望输出光场 S~NM\[S 'O?~p55T 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
eV7u*d? BqH]-'1G • FWHM-直径:0.5mm
`t(D! • 边缘宽度:50um
` ;)ZGY\ • 效率:>95%
'91".c,3? • 信噪比(SNR):>30dB
A8DFm{})c • 杂散光:<5%
L]d-33.c!H oVOm_N
&dR=?bz-A r$(~j^<s 5.设计方案 :I1_X p
fT60W[m • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
H'= (` • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
wy,p&g)> p$E8Bn%[
lfN~A"X v [njdP 6. 衍射光束整形器会话编辑器 ][;G=oCT ds:->+o • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
f)Xr!7 • 用户必须输入所需的信息
]N{0:Va@D - 入射场
>\Sr{p5KR - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
ve6w<3D@ -
系统参数
hk>;pU( - 制造条件
TsQU6NNE n_nl{
i38[hQR9a sEc;!L 7.设计过程 Vz=auM1xZ h8e757z
#^#HuDH 8,"yNq
ANi)q$:{ O) atNE 设计和优化过程由两步完成:
SHVWwoieT 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
Jc6R{C 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
xdvh-%A4 tw=oH9c80 8.系统模拟 PU<PhuMd
• 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
2";SJF'5\ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
@`36ku • 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=5gj • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
kgdT7 6uPcXd:8ZR
eYX5(`c[
*f%>YxF 9. 初始几何光学设计的结果 x#.C4O09 !p/%lU65
nC1zzFFJ PQN@JaD 感兴趣的优化函数
t"072a • 效率满足(>95%)
4QOEw-~w&s • 信噪比不满足(<30db)
!k3e\v| • 杂散光不满足(>5%
VZ&
A%UFC 7JJ/D4uT
&fa5laJb J(4"S o_ 10. 后续IFTA优化后的结果 'B5^P j^tW
Iz
C)'q
QvA YKmsQ(q`N
9^Fz iM BVsD(
@lX 感兴趣的优化函数
l5xCz=dw • 效率满足(>95%)
$$APgj"|< • 信噪比满足(<30db)
tVrY3)c • 杂散光满足(<5%)
7\]E~/g DGW+>\G 11.总结 ,GWNLm\5 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
"tFxhKf • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
W&(k!6<x • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
ML;*e "$ • 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。
=@,Q Dm]L • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。