这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
=E6i1x%j 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。
+gD)Yd }ii]cY 2.模拟任务 CpP$HrQ ]>S$R&a DOE:
8'g*}[ 相位型衍射
]mJAKycE% 光束整形器
CB{k;H 直径:2mmx2mm
[&]YVn>kj 形状:圆形
WkU)I2oH 相位级次:16
/KJx n6 7Hr4yh[j&
sP8-gkkor 3.建模任务:入射光场 V;(*\"O =-1^K 高斯准直
激光光束的光束
参数 7]HIE]# DT7-v4Zd •
波长:632.8nm
?`[ uh% • 激光光束直径(1/e2):1mm
R^Eu}?<f
37M[9m|D*
\ /X!tlwxh U~zN*2- 4.建模任务:期望输出光场 t2-zJJf8 t73Z3M 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
o._#=7|( fb=$<0Ocj • FWHM-直径:0.5mm
<J_,9&\J • 边缘宽度:50um
<K.C?M(9 • 效率:>95%
p6eDd"Y • 信噪比(SNR):>30dB
}RP 9%n^ • 杂散光:<5%
5\*wX.wp 1-Wnc'(OK
:Ro"
0/d %>z8:oJ 5.设计方案 m*Lv,yw %a IkXKt8`YVA • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
.1? i'8TF • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
aBtfZDCfzp YvP"W/5
<T2~xn R;-FZ@u/ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 m=y,_Pz>U 0 c'2rx • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
DSG +TA" • 用户必须输入所需的信息
fM[fS?W - 入射场
Qc
=lf$ - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
17[t_T&Ak9 -
系统参数
'hHX"\|RA - 制造条件
",
Rw%_ >zx50e)
[F-u'h< *l g}og@UY7# 7.设计过程 =`.5b:e t:j07 ,1~
^)P5(fJ <IkD=X
D30Z9_^%: u9~V2>r\ 设计和优化过程由两步完成:
wTAEJ{p 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
r
L|BkN 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
k49n9EX SVEA 8.系统模拟 lJQl$Wx^ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
7/$Z7J!k • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
J3}C T • 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。
yD
id`ym • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
`YU:kj<6 ]` Gz_e
?j$8Uy$$ SE-, 1p 9. 初始几何光学设计的结果 NTX+7< yW,#&>]# |
KdQ|$t kk./-G 感兴趣的优化函数
GN"LU>9| • 效率满足(>95%)
Gg,k • 信噪比不满足(<30db)
d1_*!LW$ • 杂散光不满足(>5%
]qG5Ne_ WD`{kqc
Z42 Suy 0_Z|y/I. 10. 后续IFTA优化后的结果 <T~fh>a ZaV66Y>
[?o vJ gK_[3FiKt
]Lft^,7 ;xC~{O 感兴趣的优化函数
%lW:8ckL • 效率满足(>95%)
0
9'o • 信噪比满足(<30db)
&zDFf9w2{ • 杂散光满足(<5%)
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W0$t. oa|*-nw 11.总结 ! { aA*E{ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
mP+yjRw • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
90k|u'ikOp • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
~g|0uO}. • 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。
:rc[j@|pH • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。