这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
.ps-4eXF 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。
>>t@}F) Bn#?zI 2.模拟任务 4U+xb> /v1Q4mq DOE:
ff,pvk8N5 相位型衍射
;o2$
Q 光束整形器
1{ ~#H<K 直径:2mmx2mm
H8Bs<2 形状:圆形
+./H6! 相位级次:16
)NXmn95 .f%fHj
F4}]b(L 3.建模任务:入射光场 &_dt>.
-D 高斯准直
激光光束的光束
参数 QwJVS(Gs4 :cem,#(= •
波长:632.8nm
5\5/ • 激光光束直径(1/e2):1mm
B%)% ;c-(ObSm
/YW>*?"N =9O^p@Q#W 4.建模任务:期望输出光场 9kN}c<o GP!?^r:en 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
EUD~CZhS"k "}u.v?HYz • FWHM-直径:0.5mm
NO "xL, • 边缘宽度:50um
:DrWq{4 • 效率:>95%
@5=oeOg36 • 信噪比(SNR):>30dB
I5 o)_nc • 杂散光:<5%
&=Ar bv]`!g:
C
:|V$\!o'U ieDk ; 5.设计方案 n7B7 m,@1 xu/cq9 • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
N..yQ-6x? • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
r?+%?$ 8ndYV>{f
BgurzS4- 4IB9,?p 6. 衍射光束整形器会话编辑器 ]fx"4qKM @Lpq~ 1eZB • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
FcR=v0), • 用户必须输入所需的信息
Ygm`ZA y - 入射场
3m]4= - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
6]V4muz#c -
系统参数
\f]k CB - 制造条件
+X#vVD3" W]"zctE
x[wq]q#* Q8:Has 7.设计过程 &oP+$;Y nOt&pq7
oRm L
{UDZ KSbKEA
*]ly0nP YZL kL26[ 设计和优化过程由两步完成:
B -?6M6# 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
Ed0QQyC@9 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
9=vMgW $*^kY; 8.系统模拟 s`M9 • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
N|8P) • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
9A/\h3HrJ • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
;X8yFq • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
Ff$L| !^^?dRd*v
o1-m1 <ft }\z.)B4, 9. 初始几何光学设计的结果 8;d:-Cp 8ZM?)#`@{
`n#H5Oyn ;\a
YlV- 感兴趣的优化函数
5QW=&zI`= • 效率满足(>95%)
mPOGidxix • 信噪比不满足(<30db)
]9YJ,d@J • 杂散光不满足(>5%
$Z!`Hb wF
IegC(
q- D8inB+/- 10. 后续IFTA优化后的结果 ujDd1Bxf? 9i'jjN
T_s_p AJf4_+He
&R[ Mc-2 ~3Lg"I 感兴趣的优化函数
E=jNi • 效率满足(>95%)
,p4&g)o • 信噪比满足(<30db)
DwaBdN[!7 • 杂散光满足(<5%)
I(]}XZq cQ/5qg 11.总结 1e(E:_t • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
$}<PL}+ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
:V1W/c • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
{%<OD8>p • 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。
_a5d?Q9Z • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。