这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
5UjQLB 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。
;alFK*K6 >2
qP 2.模拟任务 sK?-@ BD-=y DOE:
%Ab_PAw 相位型衍射
>NA7,Z2. 光束整形器
eBIR*TZ): 直径:2mmx2mm
oLMi vy4 形状:圆形
,P@-DDJ 相位级次:16
n;`L5 k&s7-yY
!y~b;>887 3.建模任务:入射光场 F5MPy[ ]Hy PJ 高斯准直
激光光束的光束
参数 E57{*C H;|:r[d! •
波长:632.8nm
/$,=> • 激光光束直径(1/e2):1mm
2] G$6H "@w%TcA
i%4k5[f.: H<}eoU. 4.建模任务:期望输出光场 =>\-ma+ S{T d/1} 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
>wO$Vu
`t h)^A3;2F • FWHM-直径:0.5mm
hyfnIb@~} • 边缘宽度:50um
.<^YE% • 效率:>95%
S!W/K!wf
• 信噪比(SNR):>30dB
{b0&qV • 杂散光:<5%
7O{O')o! zf>^2t*\
6n\z53Mk M.N~fSJ 5.设计方案 0uO=wOIhH CN~NyJL H • 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)。
)NmlV99q • 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)。
/
&D$kxz hdJwNmEA>
bH&)rn Ij}F<ZgZG 6. 衍射光束整形器会话编辑器 xTFrrmxOf D>b5Uwt • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
)(Mr f{ • 用户必须输入所需的信息
uoY`qF.` - 入射场
w1@b5- - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
S50x0$%<W -
系统参数
Wo9psv7. - 制造条件
x3 6 #x !_-sTZ
I,4- -jtC>_/ 7.设计过程 +i@yZfT ?t0zsq
~@uY?jr !H|82:`t+
H]$=*(aje AOlt,MNpQ 设计和优化过程由两步完成:
]ZKt1@4AY 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
=PFR{=F 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
c\)&yGE p=_XMh`; 8.系统模拟 ezr\T • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
mDF"&.(j • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
mk%"G =w • 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。
ocl47)
• 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
ke9QT#~p!- Z#F,y)YiO
8S1P&+iKs qH
h'l;. 9. 初始几何光学设计的结果 ..]*Ao2 ?
%+VG
~S^X"8(U d]7|v
r] 感兴趣的优化函数
k)5_1 y • 效率满足(>95%)
9jMC|oE • 信噪比不满足(<30db)
G=C5T( • 杂散光不满足(>5%
RF4$ 2&gd"Ak(
P('t6MVlT ^5;vx 10. 后续IFTA优化后的结果 p<HTJ0 ," C[Qg(
7bonOt
Y ^$=tcoQG
WXLe,7y 0\cnc^Z 感兴趣的优化函数
5>ADw3z' • 效率满足(>95%)
Z#4JA/c! • 信噪比满足(<30db)
8
_4l"v
p • 杂散光满足(<5%)
<o&o=Y8 `! nJS| 11.总结 s-C!uq • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
vXyuEEe • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
A,m4WO_q3 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
}iua]
4| • 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。
)@Zc?Da • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。