这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
Z@;jIH4 ( 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。
Ft )t`E'%j HE*7\"9 2.模拟任务 \5t`p67Ve_ 1V-=$Q3
V7 DOE:
7t ZW^dF 相位型衍射
sKe, 光束整形器
Fq vQk 直径:2mmx2mm
1XqIPiXJ 形状:圆形
3w
t:5
Im 相位级次:16
qUifw @ fL(':W&n-
v&p,Clt-2 3.建模任务:入射光场 P#w}3^ (m<R0 高斯准直
激光光束的光束
参数 7fap* /_$~rW •
波长:632.8nm
6e-#XCR{ • 激光光束直径(1/e2):1mm
$7msL#E7 #L_@s
d
?(fQ<i n 7vii9Am7 4.建模任务:期望输出光场 F5<"ktnI yB0jL:|a 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
S9$o ->#y(} • FWHM-直径:0.5mm
;%BhhmR)[ • 边缘宽度:50um
bc
`UA • 效率:>95%
hZp=BM"bJ • 信噪比(SNR):>30dB
<^CYxy • 杂散光:<5%
J
ZVr&KZN /1IvLdPIu
IUluJ.sXIf
H;b8I 5.设计方案 ^;0~6uBEJr T[i7C3QS • 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)。
`
(7N^@ • 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)。
rFKo E% [ED!J~lg8
[>b
'}4 jf$JaY 6. 衍射光束整形器会话编辑器 P3+)pOE-SI <{$ev&bQ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
)p^m}N 6M] • 用户必须输入所需的信息
e*Uz#w: - 入射场
K)yCrEZ - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
~bQFk?ZN+ -
系统参数
<bEN8b - 制造条件
c'4>D,?1 * \=2KIF'
wm); aWP u~'m7 7.设计过程 d%}crM-KTL DePV,.
F,'^se4& 1Pud,!\%q
LVPt*S= / ,H.(\p_N 设计和优化过程由两步完成:
Ybs=W<- 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
1_Dn?G^H 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
.yctE:n 5uQv 8.系统模拟 t 3(%UB • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
N oX_? • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
@D.R0uM • 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。
v YRt2({}Z • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
Z]mM pRQfx^On
jOoIF/So ,omp F$% 9. 初始几何光学设计的结果 g5kYyE MZUF! B
d8Q_6(Ar| $\YLmG 感兴趣的优化函数
GW>7R6i • 效率满足(>95%)
,z?<7F1q= • 信噪比不满足(<30db)
*_4n2<W$ • 杂散光不满足(>5%
dO 1-c` % +kT
Pe+ 8~0o=R CX&yjT6` 10. 后续IFTA优化后的结果 nLFx/5sL *j_fG$10g
&xGfkCP.] "oE^R?m
!7IT~pO` 1jUhG2y 感兴趣的优化函数
^*cMry • 效率满足(>95%)
v @$evmA • 信噪比满足(<30db)
h}anTFKP • 杂散光满足(<5%)
y (c|5CQ _SBp66
r 11.总结 Ie^Dn!0S • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
s0XRL1kWr • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
+!L_E6pyXE • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
ADLa.{ • 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。
;+r) j"W • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。