这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
<k8WnA ~Fl 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。
@#hQ0F8 ]R\L~Kr 2.模拟任务 ZhCd** pmBN?< DOE:
.X3n9] 相位型衍射
7ucm1 光束整形器
%|x9C,0p# 直径:2mmx2mm
l4T[x|')M 形状:圆形
u:J(0re 相位级次:16
Vp; `!+z" 8 !:2:
[ p,]/ ^ N 3.建模任务:入射光场 H2|'JA#v >x%HqP#_V 高斯准直
激光光束的光束
参数 @BLB.= ~roNe|P •
波长:632.8nm
;iYCeL( • 激光光束直径(1/e2):1mm
H HX q_-V *2/qm:gB
+fY@q,` DXD+,y\= 4.建模任务:期望输出光场 ,k_ b-/ ;Egl8Vhr 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
dpE^BW v3 7R[7M%H • FWHM-直径:0.5mm
o% Q7 el$f • 边缘宽度:50um
R%r25_8 • 效率:>95%
v(Kj6 ' • 信噪比(SNR):>30dB
M^\`~{*T • 杂散光:<5%
Q1*_l ~rI2 RJ
H[:lQ\ LsI@_,XW< 5.设计方案 9[\do@ ';\norx; • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
=/j!S|P • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
[bKc5qp {~]5QKg.
&Oz @VHstjos^V 6. 衍射光束整形器会话编辑器 R#Yj%$E1 !/H ` • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
IHCxM|/k(M • 用户必须输入所需的信息
eQyc< - 入射场
xX<T5Ls - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
*ze/$vz- -
系统参数
oH4zW5 - 制造条件
)%p46(] Ha]vG@?+
)$1j"mV /m>SEo\{C 7.设计过程 ?`Mk$Y%my lmUCrs37
\2~\c#-k c1i[1x%
;2`t0#J$] ^-Arfm%dn 设计和优化过程由两步完成:
,>qtnwvlHP 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
Y5ei:r|^ 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
@N[<<k7g .PT7 8.系统模拟 y+$vHnS/jC • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
@\gE{;a8 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
pUmT?N! • 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。
=d@)*W 6 • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
NMg(tmh !s$1C=z5u
R)N^j'R~= im+g|9@% 9. 初始几何光学设计的结果 zV15d91GX [giw(4m#y
-/B*\X[ \Js*>xA
感兴趣的优化函数
N0$
uB" • 效率满足(>95%)
ZvXw#0)v • 信噪比不满足(<30db)
1x/ R • 杂散光不满足(>5%
9X1vL
Jk`l{N
('uUf!h?\ $z)egh(z 10. 后续IFTA优化后的结果 #68$'Rl"o1 2YQBw,gG
xrY >Or ettBque
<o|k'Y(- E*tT^x) 感兴趣的优化函数
3 %r*~#nz • 效率满足(>95%)
ow`F 7 • 信噪比满足(<30db)
]RadwH"0! • 杂散光满足(<5%)
H,EZ%
Gl Q9p7{^m&E 11.总结 w .M • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
2RqV\Jik • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
rK;<-RE<[: • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
yO\bVu5V • 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。
f2KH&j>~r • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。