这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
ZYe\"|x,s 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。
9'q /&uH .p9h$z^ 2.模拟任务 %_MR.J+m2 )95yV;n DOE:
[|n-x3h 相位型衍射
xqWrW) 光束整形器
+g6j=% 直径:2mmx2mm
Zfv(\SI 形状:圆形
6Y)^)dOi 相位级次:16
DD 5EHJR ]8>UII ,US
MD4 j~q\g 3.建模任务:入射光场 DG*o
w^ +N$7=oGC 高斯准直
激光光束的光束
参数 DUKmwKM"k |akC •
波长:632.8nm
bNjaCK< • 激光光束直径(1/e2):1mm
Zmbz-##HQ 1+tt'
mUyv+n, jnp6qpY{ 4.建模任务:期望输出光场 >?W;>EUH liw 9:@+V 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
5m USh3 d<GG( • FWHM-直径:0.5mm
b/,!J]W • 边缘宽度:50um
l[ ": tG • 效率:>95%
sx<+ *Trl • 信噪比(SNR):>30dB
oB06{/6 • 杂散光:<5%
/W$y"!^)J1 \v3>Eo[
vYR=TN=Z4
renmz,dJ, 5.设计方案 .cT$h?+jyl y~c4:*L3 • 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)。
k3/JQ]'D • 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)。
0?Tk* X q8xc70: R
Hrg=sR *o e0= 6. 衍射光束整形器会话编辑器 zNr_W[ =PKt09b^ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
@)Hbgkdi • 用户必须输入所需的信息
OZB}aow - 入射场
oF b mz* - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
$:u7Dv}\ -
系统参数
a EFe!_QY - 制造条件
$Y 4ch ko *fvI.cKiGP
_2gT1B Z!RRe]"y 7.设计过程 j&[3Be'pQ vi! r8k
t`8e#n 9 mam5G!$
MY?O/,6 1_j<%1{sZ 设计和优化过程由两步完成:
^tg6JB;s 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
'tV"^KQHI 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
<7FP"YU 0bPJEEd 8.系统模拟 ^{fi^lL= • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
$E`iqRB • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
,LW(mdIe( • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
76IALJ00V • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
*`g-gk @u"kX2>Eq
)kL`&+#> Mdlt zy=)L 9. 初始几何光学设计的结果 }W@#S_-e8 _!C)r*0(
~E3SC@KL EN-8uY. 感兴趣的优化函数
~aqT~TL_ • 效率满足(>95%)
36^C0uNdX • 信噪比不满足(<30db)
mHI4wS>()+ • 杂散光不满足(>5%
#.MIW*== VeD+U~ d
nv_m!JG7 zO).<xIq+ 10. 后续IFTA优化后的结果 0$f_or9T `b^#quz
s.p1L Y>78h2AU
=2;mxJ# o B{OW}D$P# 感兴趣的优化函数
+B`'P9Zk@ • 效率满足(>95%)
~ F?G5cN5 • 信噪比满足(<30db)
Pghva*& • 杂散光满足(<5%)
EU^}NZW&v: \'s$ZN$k 11.总结 +
4V1>e+ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
9&O#+FU • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
+K$5tT6b • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
;<bj{#mMv • 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。
Qr|N) • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。