这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
Q+U" % 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。
+J42pSxzoo 4a.8n!sys 2.模拟任务 {
"f}
}}l | NFDrm DOE:
f/,8sGkX; 相位型衍射
3
}#rg 光束整形器
uCWBM 直径:2mmx2mm
9!Fg1h= 形状:圆形
u+pZ<Bb 相位级次:16
;_=dB[M 7$"5qJ{ s
ZNDjk 3.建模任务:入射光场 jnFN{(VH G{a_\'7 高斯准直
激光光束的光束
参数 mJVru0 pWoeF=+y]W •
波长:632.8nm
@]V_%, • 激光光束直径(1/e2):1mm
W{]r_`=:6S I]91{dq
!]z4'* )W WBD"d<>' 4.建模任务:期望输出光场 Ff[GR$m 2P|j<~JS 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
ORIXcj] ]^QO^{Sz • FWHM-直径:0.5mm
M^/ZpKeT" • 边缘宽度:50um
~>3#c#[ • 效率:>95%
Bthp_cSmLs • 信噪比(SNR):>30dB
kNrd=s,-]D • 杂散光:<5%
`;s#/ `c|/ S^5Qhv
+OOmy R\u5!M$:: 5.设计方案 {-)I2GJav srS5-fs • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
+3R/g@n • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
[ofZ1hB4 yV)9KGV+:
{>X2\.Rl :l {%H^;1 6. 衍射光束整形器会话编辑器 mr XmM< ^`9O$.'@ • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
CEI.*Iywu • 用户必须输入所需的信息
%hRH80W| - 入射场
)=#zMdK& - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
Tnnj8I1v -
系统参数
)gxZ &n6 - 制造条件
m*>gG{3; Okd7ua-f
IG8I<+< o nS^,Sq\Ak 7.设计过程 [5MV$)"!j .JWN\\
qoC<qn{.a x\Kt}/9 7e
Fma#`{va
K'U=);W 设计和优化过程由两步完成:
zm=|#f 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
iGIry^D 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
)!=X?fz,O *7yrm&@nG 8.系统模拟 p3cb_ • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
poS=8mN8; • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
3s,a%GOk • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
j=PM] • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
.oe\wJ S6 <s (o?U
C ?aa)H /}3I:aJwb 9. 初始几何光学设计的结果 FND+Ok& k6|/ ik9C
cnU()pd UH7FIM7kX 感兴趣的优化函数
Xcc i)",! • 效率满足(>95%)
zQsW*)L • 信噪比不满足(<30db)
ce1U}">11 • 杂散光不满足(>5%
H :`H4S} xc1-($Q,
?p &Xf>K f.ws\^v% 10. 后续IFTA优化后的结果 '6f)^DYA'? J!5&Nc
8AmB0W>e d'e\tO
tx}=c5 s'k}
.} 感兴趣的优化函数
*XluVochrb • 效率满足(>95%)
.|2[!7CXH • 信噪比满足(<30db)
E{IY7Xz^> • 杂散光满足(<5%)
\|C~VU@ uP2Wy3`V 11.总结 'F Cmbry • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
!+3nlG4cw • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
/*m6-DC • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
ST[E$XL6 • 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。
2%~+c|TH.) • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。