这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
}z2K"eGt 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。
e?dR'*-z W1UqvaR 2.模拟任务 4rNuAK`2 e73zpF DOE:
rVnolA*% 相位型衍射
:?7^STc 光束整形器
E%)3{#.z 直径:2mmx2mm
`mKK1x 形状:圆形
|C\XU5} 相位级次:16
5VlF\- x]:B3_qR
rE.z.r"O 3.建模任务:入射光场 qTnk>g_oS& T-lHlm 高斯准直
激光光束的光束
参数 [2zS@p Eb\SK"8 •
波长:632.8nm
F#7A6| • 激光光束直径(1/e2):1mm
P Z+Rz1x 0I>[rxal
Uj~
:|?Wz 0S>U_#- 4.建模任务:期望输出光场 s|C4Jy_ j}$Q`7-wB1 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
.^uYr^(|[ QdP)-Fx • FWHM-直径:0.5mm
n)>nfnh • 边缘宽度:50um
/w(t=Y • 效率:>95%
k+Ay^i}s. • 信噪比(SNR):>30dB
>)iCKx • 杂散光:<5%
,"4 `T$CUlt6
GvD{ I; N>+L?C 5.设计方案 wqf^n-Ze e/ V8lo • 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)。
-8, lXrH • 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)。
k&\ 6SK/ #5W-*?H
]_P!+5]< dK?vg@|' 6. 衍射光束整形器会话编辑器 q|ww fPez7 G+f@m, • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
u6u1> • 用户必须输入所需的信息
,;-55|o\V - 入射场
9\W }p\c - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
EU-=\Y -
系统参数
hKYA 5] - 制造条件
-!z,t7! uE{nnNZy
Z,m;eCLG] @-Js)zcl q 7.设计过程 'Ijjk`d&c
YDr/Cw>J
Z 2u5n`K y%x2
3xGk@ 333 N_"mC^Vx 设计和优化过程由两步完成:
5//.q;z 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
L|[0&u! 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
F82_#|kpS d*xKq"+
&E 8.系统模拟 |0$wRl+kN • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
Fi^Q]9.@{ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
!mLYW • 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。
Lg[_9`\ • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
Z6I^HG{: 3<nd;@:-
#(G#O1+ Q(Dp116 9. 初始几何光学设计的结果 F&om^G'U >>C(y?g
H%:~&_D sOBy)vq?\ 感兴趣的优化函数
Z@I.socA • 效率满足(>95%)
A<zSh}eh6 • 信噪比不满足(<30db)
OK}+:Y • 杂散光不满足(>5%
`kdP)lI
` `_{^&W
WS
b{o%`B* "`AIU}[_I 10. 后续IFTA优化后的结果 vUXas*s4 tOK lCc
;nbUbRb 7VdG6`TDR
aa1^cw 5} W/m,qilQI 感兴趣的优化函数
_f8<t=R • 效率满足(>95%)
\*0ow`|K • 信噪比满足(<30db)
e!67Na0X( • 杂散光满足(<5%)
hi I`ot (@H'7 , 11.总结 )kSE5|:pi • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
C"I:^&sL • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
Vb`m3 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
Gmi w(T • 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。
"+2Hde1 • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。