这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
qj|GAGrQ2 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。
?]})Xf.A B!<I[fvK 2.模拟任务 (]pQ.3 i{,>2KVC| DOE:
0e:aeLh 相位型衍射
xS.0u"[ 光束整形器
JvG t=v 直径:2mmx2mm
c" l~=1Dr 形状:圆形
&O'yhAP] j 相位级次:16
bNC1[GG[ c(~M<nL0
n;MoMGnPh, 3.建模任务:入射光场 d<whb2l 5p~Z-kU& 高斯准直
激光光束的光束
参数 []Z6<rC| F[+sc Mx!G •
波长:632.8nm
VTF),e! • 激光光束直径(1/e2):1mm
BG|Kw)z*KM w#o<qrpHf
:!|xg!|y EH[ ?*>+s 4.建模任务:期望输出光场 0}ZuF. {C3bCVQ]o 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
7#RW4ZM XnNK)dUT} • FWHM-直径:0.5mm
qaUHcdH • 边缘宽度:50um
9/'j<v6M • 效率:>95%
ubgq8@; • 信噪比(SNR):>30dB
aH:eu<s • 杂散光:<5%
9|go`^*. >
4^U=T#
B}3s=+L@8 5Ph"*Rz% 5.设计方案 4b(iGLrt0 &
z?y • 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)。
j\ )Qn2r • 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)。
CfVz' <uAqb Wu
jHFdDw|N` 1mB6rp 6. 衍射光束整形器会话编辑器 "\BLi C *"E]^wCn • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
X`22Hf4ct • 用户必须输入所需的信息
t%/5$<!b - 入射场
Sw0~6RZ - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
x|Q6[Y -
系统参数
HO wJ2L - 制造条件
2;q6~Y, JY /Cd6\
t!K|3>w ^x4gUT-Wy 7.设计过程 F'Wef11Yz DO0["O74
Gjzhgz-- Im#3sn
f+)F-3 #$8tBo 设计和优化过程由两步完成:
N!P* B$d 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
ov|s5yH8e 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
K%Rx5 S f'}23\> 8.系统模拟 (5atU |8r • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
(g • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
Kyv$yf9 • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
((H}d?^AJ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
]A_)&`"Cb nc`[f y|}
{6~W2zX& u|Db%)[ 9. 初始几何光学设计的结果 @ws3X\`<C YWm:#{n.
KC ^*Ca+22xO 感兴趣的优化函数
;8UNM • 效率满足(>95%)
zRu}lJ1#W$ • 信噪比不满足(<30db)
d/|@"z^? • 杂散光不满足(>5%
i8dv|oa Q~`]0R159e
M34*$>bk _7 n+j 10. 后续IFTA优化后的结果 YRB,jwne R|Ykez!D
.lqo>Ta
y sYeZ.MacU
Mj[v _&N >YLwWU<X 感兴趣的优化函数
lPx4I • 效率满足(>95%)
YKj7~yK? • 信噪比满足(<30db)
{N>VK* • 杂散光满足(<5%)
zaX30e:R i 1 11.总结 %vMi
kibI • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
R$v{ p[ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
ZJd1Lx • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
_e/vw: • 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。
uGgR@+7?Z • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。