这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
bir tA{q 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。
6mrfkYK AQBr{^inH| 2.模拟任务 <CP't[ ~o;*{ Q DOE:
l&Fx<
W 相位型衍射
e3&.RrA 光束整形器
$/i;UUd 直径:2mmx2mm
'UCF2L 形状:圆形
=dC5q{ 相位级次:16
+QrbW {u7_<G7
&_6B{Q 3.建模任务:入射光场 g|3FJA/ bO{wQ1)Z_ 高斯准直
激光光束的光束
参数 .!Q[kn0a rUF= uO( •
波长:632.8nm
9%uJ:c? • 激光光束直径(1/e2):1mm
my3W [3# {,m W7
d 'wWj EEp,Z` 4.建模任务:期望输出光场 a_(vpD^ Jqi^Z*PuX 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
:] +D+[c) oxm3R8S • FWHM-直径:0.5mm
;-sF%c
• 边缘宽度:50um
UG9 Ha • 效率:>95%
<N;HB&mr • 信噪比(SNR):>30dB
;i&'va$ • 杂散光:<5%
C}GOwvAL> Ih0kdi
{7X80KI '%9e8C| 5.设计方案 *9Nq^+ ]^^mJt.Iv • 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)。
a2un[$Jq` • 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)。
1vBXO bk y|%rW
&P{[22dQ MkG*6A 6. 衍射光束整形器会话编辑器 n P4DHb&5 S2fBZ=V8 • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
) >SU J^u • 用户必须输入所需的信息
&<sDbNS - 入射场
t1YVE%`w - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
*7o( -
系统参数
t|aBe7t7 - 制造条件
It@.U| e[7n`ka
'
+H~})PeQ "V;M,/Q| 7.设计过程 q>*+.~ +
>oA@z
!8U\GR ` q~=]_PMP
50.cMms .5zqpm 设计和优化过程由两步完成:
E(oI0*S.5 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
X)|b_ 3Z 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
}Z_w8+BZ *.J)7~(P 8.系统模拟 tPHDnh^n] • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
[huS"1 • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
w#5^A(NR • 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。
T0ebW
w • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
x\Bl^1& 4cni_m]
Xj&fWuA _kb
$S 9. 初始几何光学设计的结果 Bp`?inKBOd K
-!YD}OF
&AI/;zru Uzb~L_\Rmt 感兴趣的优化函数
nTweQ • 效率满足(>95%)
^xO
CT=V • 信噪比不满足(<30db)
#AzZ4<;7 • 杂散光不满足(>5%
<$LVAy"RD x-km)2x=W
$e7dE$eH d([NU; 10. 后续IFTA优化后的结果 Bg*Oj)NM AAE8j.
9GuG"^08 `)FSJV1
i*' 6" jX79Nm| 感兴趣的优化函数
aCe<*;b@ • 效率满足(>95%)
F`;oe[wfk • 信噪比满足(<30db)
T<"Hh.h • 杂散光满足(<5%)
Cyg\FHs .AOf-a 11.总结 GQOz\ic • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
*4;MO2g • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
:yo tpa • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
%l!Gt"\xm • 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。
FV>LD% uu • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。