这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
+\fr3@Yc 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。
C},;M@xV 'nz;|6uC 2.模拟任务 0~iC#lHO (CJiCtAsl` DOE:
X* KQWs. 相位型衍射
%g5TU 6WP 光束整形器
j&6,%s-M`a 直径:2mmx2mm
D^baXp8 形状:圆形
Kyt.[" p 相位级次:16
5bYU(] $3[IlQ?
y<W?hE[ 3.建模任务:入射光场 GpMKOjVm| `MAee8u' 高斯准直
激光光束的光束
参数 =Mzg={)v %0fF_OU •
波长:632.8nm
1P.
W 34 • 激光光束直径(1/e2):1mm
MUhC6s\F \_Nr7sc\
11glFe / *RDy!m 4.建模任务:期望输出光场 x#-uf A[oLV"J6x5 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
4.I6%Bq$ 'b:e`2fl • FWHM-直径:0.5mm
r(y1^S9!8 • 边缘宽度:50um
bE#=\kf| • 效率:>95%
P~Q5d&1SO • 信噪比(SNR):>30dB
uSLO"\zysX • 杂散光:<5%
zpV@{%VSj lhw]?\
\(Dq=UzQI
gcqcY 5.设计方案 #~3x^4Y Fvf308[ • 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)。
jb~a z • 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)。
$/90('D S+py\z%
5L bU'5
qR4(' 6. 衍射光束整形器会话编辑器 ?v-IN nF~</> • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
E1IRb': • 用户必须输入所需的信息
/%EKq+ZP - 入射场
7Fw`s@/% - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
* t6XU -
系统参数
5 WSu - 制造条件
Genk YtS ,mEFp_a+
+(0Fab8g ] as_7 7.设计过程 !4GGq Ja>UcE29
T=35? ["- pylhK
j!q5 Bc? #qXE[% 设计和优化过程由两步完成:
Xt~`EN 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
zvf:*Na") 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
@P#uH5U qIcQPJn!} 8.系统模拟 P1;T-.X~& • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
-FytkM^]6 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
^'.=&@i- • 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。
\?c0XD • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
rLs)*A! $gT+Ue|7
mE(EyB< N(>a-a 9. 初始几何光学设计的结果 :LBG6J `<kHNcm
@GqPU,RO G3n* bv 感兴趣的优化函数
x- kCNy • 效率满足(>95%)
vA@Kb3, • 信噪比不满足(<30db)
T0s7aw[zm • 杂散光不满足(>5%
s|rlpd4y QLH&WF
TJ[C,ic=D D.Rk{0se8 10. 后续IFTA优化后的结果 vK6YU9W~J >C y
r`XIn#o 9)0AwLlv
`fh^[Q|4n0 *vv<@+gA 感兴趣的优化函数
(oX|lPD<b • 效率满足(>95%)
{k] 2h4 &h • 信噪比满足(<30db)
X).UvPZ/ • 杂散光满足(<5%)
i)f3\?,, mbxJS_P 11.总结 o0$R|/>i • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
#q`[(`Bx • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
0}Rxe • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
*k==2figz • 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。
jcHs! • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。