这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
)YwEl72c 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。
3'6 UvAXFH Sn'!Nq> 2.模拟任务 bWb/>hI8
Q j+-`P5 DOE:
Wz R)R9x] 相位型衍射
v4E=)? 光束整形器
'xai5X 直径:2mmx2mm
n2-+.9cY 形状:圆形
rxol7"2l 相位级次:16
2uT6M%OC t>%b[(a
3}phg 3.建模任务:入射光场 z8S]FpM6 `EMGrw_ 高斯准直
激光光束的光束
参数 Jia@HrLR )S4ga •
波长:632.8nm
a""9%./B • 激光光束直径(1/e2):1mm
GwDOxH' saZK+kD4I
mYJ8O$ JBw2#ry 4.建模任务:期望输出光场 ?P|z,n{ 52#
*{q} 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
'>1M~B fX,O9d$ • FWHM-直径:0.5mm
/<[_V/g[t? • 边缘宽度:50um
&@|? % • 效率:>95%
[ywF!#'){ • 信噪比(SNR):>30dB
X#0yOSR • 杂散光:<5%
"38<14V MW+DqT.h
*Uy>F[%@ ^)Y3V-@t 5.设计方案 }D)eS |B Yyd}>+|<, • 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)。
Zp_j\B • 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)。
{U3jJ#K 0^J%&1a Ic
5 z3WRg KgD$P(J:[ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 x~Z7p)D_< zCA8}](C^ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
?uTuO
• 用户必须输入所需的信息
[-Y~g%M - 入射场
e'G3\h}# - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
#2Q%sE? -
系统参数
B$s6|~ - 制造条件
BIx*( h V`?,
~K
x2I|iA = twldwuN 7.设计过程 t W "3Dnp?gB
og+Vrd ?Y\WSI?i
VY~*QF~P 6z~ [Ay 设计和优化过程由两步完成:
Z(4/;v <CT 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
p\'X%R 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
RmKbnS$*q /#_[{lSr? 8.系统模拟 k8}'@w • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
JDnWBE V • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
p.4Sgeh# • 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。
~KGE(o4p • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
u|ihUE!h *) \y52z
y}U'8*, (1er?4 9. 初始几何光学设计的结果 loq2+( at*DYZBjDB
v/]xdP^Z #|:q"l9 感兴趣的优化函数
yl' IL#n]r • 效率满足(>95%)
066\zAPdH • 信噪比不满足(<30db)
!.@:t`w • 杂散光不满足(>5%
,e`n2) !VG
]~lc
g;o5m} n~w[ajC/ 10. 后续IFTA优化后的结果 bccf4EyQ
Y c(3idO*R)
<Z~Nz>'r Z>1yLt@ls
1)N# |P9)*~\5 感兴趣的优化函数
)r*F.m{&: • 效率满足(>95%)
5PpS/I:on • 信噪比满足(<30db)
%_5?/H@%3z • 杂散光满足(<5%)
m9D*I1 mSFA i 11.总结 5X]f}6kT • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
brCL"g|} • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
mv*M2NuhT • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
}.=wQ_ • 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。
Je'%EJ • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。