这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
8YQuq.(>a 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。
oT):#,s vKG\8+ 2.模拟任务 %S^hqC bGH#s {'5 DOE:
!%,7*F( 相位型衍射
\D? '.Wo% 光束整形器
|(3y09 直径:2mmx2mm
6iyl8uL0J 形状:圆形
-[L\:'Gp5 相位级次:16
@%Ld\8vdfJ iY,C0=n5Y
rMDvnF 3.建模任务:入射光场 6:#o0OeBP T>&
q8'lD 高斯准直
激光光束的光束
参数
0Idek z3tx]Ade •
波长:632.8nm
My8d%GfM • 激光光束直径(1/e2):1mm
4d@yAr} Y,)(Q
@(sz " lPR=C0h}@ 4.建模任务:期望输出光场 3\XNOJH w*VN= 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
L/tpT?$fi sm/aL^4 • FWHM-直径:0.5mm
f,TW|Y'{g • 边缘宽度:50um
AOR?2u • 效率:>95%
L7C ;l,ot • 信噪比(SNR):>30dB
?'MkaG0g • 杂散光:<5%
x.+T65X~4 .`OU\LA
UA6id|G @Z~YFnEJi 5.设计方案 >&PM'k 2LtDS?)@ • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
c4tw)O-X • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
1!v{#w{u7 mAW.p=;
bw P=f. PEf yHf7` 6. 衍射光束整形器会话编辑器 w \b+OW M}\h?s • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
~S8:xG+s • 用户必须输入所需的信息
|U|>YA1[b - 入射场
O
k`}\NZL - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
eP-|3$ -
系统参数
{cXr!N^K - 制造条件
( eTrqI` mJUM#ry
)zr*Ecz 7?Wte&C];p 7.设计过程 >@2<^&K` |4df)
)^ah, ;( xe!bfzU
d?fS#Ryb :0J`4 设计和优化过程由两步完成:
'=_(fa, 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
h9)S&Sk{s 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
&: Q'X M =^d 8.系统模拟 e(0OZ_ w • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
5#DMizv6 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
o$No@~%v • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
`8!9Fp • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
,s[%,ep` :ppaq
! ?g+'OM |7|S>h^ 9. 初始几何光学设计的结果 RA0;f'"` bk0>f
?M4o>T%p " ]fM|cN8(zM 感兴趣的优化函数
E4X6f • 效率满足(>95%)
=D`8,n [ • 信噪比不满足(<30db)
=
lo.LFV • 杂散光不满足(>5%
q1}!O kr"2 P<PZ4hNx
cC/h7odY sINQ?4_8T 10. 后续IFTA优化后的结果 xp^RAVXq` <z<>E1ZLI
S{=5nR9 j c{M
,K
}S> 4.8 !d72f8@9 感兴趣的优化函数
|}=eY?iXo • 效率满足(>95%)
E%mEfj7 • 信噪比满足(<30db)
.#( vx; • 杂散光满足(<5%)
6
5govor T\l`Y-vu 11.总结 _uIS[%4g • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
eEZgG=s • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
0AB a&'h • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
K\K& K~Z • 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。
0m_yW$w • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。