这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
N
=x]AC, 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。
#:]vUQ Bh\
[CY 2.模拟任务 nsZDZ/jx ny278tr Q7 DOE:
| \AbL!u 相位型衍射
\#uqD\DE 光束整形器
qJsQb 直径:2mmx2mm
)o05Vda 形状:圆形
Bx\#`Y 相位级次:16
p3V9ikyy #rh0r`
O4lxeiRgC 3.建模任务:入射光场 r0~ 7v1rG B=Xnv*e 高斯准直
激光光束的光束
参数 j)6@q@P/ @#bBs9@gv •
波长:632.8nm
PFImqojHd • 激光光束直径(1/e2):1mm
#]?,gwvTf gg lNpzj
(1j(*
?2 $ka1X&f 4.建模任务:期望输出光场 0!3!?E < FiV^n6-F` 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
uKLOh<oio /ChJ~g " • FWHM-直径:0.5mm
!mw{T D • 边缘宽度:50um
]=$-B • 效率:>95%
n r'YWW • 信噪比(SNR):>30dB
rXHHD#\oF • 杂散光:<5%
BoXQBcG]w yPKeatH]
)~s(7
4`} a~WtW] 5.设计方案 hK3?m.>"g 1:XT r • 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)。
NJwcb=* • 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)。
Jk 0;<2j ^|(F|Z
Z#%4QIz? !Hxx6/ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 v~9PS2 [*Wq6n • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
Sm{idky)[ • 用户必须输入所需的信息
`#E1FB2M - 入射场
PohG y - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
ZU5hHah.t -
系统参数
/V^Gn; - 制造条件
<T,vIXwu+ C5$1K'X@
= ;4cDmZh MZv In ZS 7.设计过程 ?l
&S:`
L $b
QD{ {
`,3;#.[D $<OX\f%
$_onSYWr g/)mbL>= 设计和优化过程由两步完成:
]%!:'# 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
!"Jne'f 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
P{h;2b{ hQv~C4Wfrf 8.系统模拟 KY~p>Jmh • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
gG!L#J? • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
:?S1#d_ • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
~xerZQgc • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
5hF
iK
K7 4"nb>tA
%wzDBsX SxI='z_S.f 9. 初始几何光学设计的结果 2v\,sHw+- -~n^?0
dDK4I3a 1Rg tZp% 感兴趣的优化函数
["TUSf] • 效率满足(>95%)
2~h! ouleY • 信噪比不满足(<30db)
ry)g<OA • 杂散光不满足(>5%
&@p _g8r# % put=I
?%-VSL>$w= bFD
vCF 10. 后续IFTA优化后的结果 <=[,_P6| 0}tf*M+a
ek\8u`GC 3M\~#>
h8B:}_Cu -FftEeo7 感兴趣的优化函数
/
VypN, • 效率满足(>95%)
{Rc mjI7 • 信噪比满足(<30db)
?-C=_eZJ • 杂散光满足(<5%)
jGy%O3/ cLhHGwX=x 11.总结 v<CZ.-r\j • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
g^ .g9" • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
69/aP= • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
{,xI|u2R • 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*_z<^d • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。