这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
>W;i2%T 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。
@2mP 5-OvPTY`M 2.模拟任务 1@WGbORc* FMn&2fH DOE:
/K^cU;E, 相位型衍射
#RF=a7&F 光束整形器
=(ZGaZ} 直径:2mmx2mm
3\{Sf /# 形状:圆形
pV7Gh`<y 相位级次:16
.H"hRYPC? :3B\,inJ
H[D/Sz5` 3.建模任务:入射光场 /Uc*7Y5j _#C}hwOR>X 高斯准直
激光光束的光束
参数 fDd!Mt -?W@-*J •
波长:632.8nm
6"7qZq • 激光光束直径(1/e2):1mm
o$O,#^ h uJqqC
L?0l1P jO55<s94 4.建模任务:期望输出光场 qx)k1 QY -e~Uu 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
"b
0cj x/=j$oA • FWHM-直径:0.5mm
!)O$Q}'\ • 边缘宽度:50um
9HX+sB
M • 效率:>95%
$T6Qg(p • 信噪比(SNR):>30dB
?_aR-[XRg • 杂散光:<5%
mB{{o}'<u vgj^ -
sh ;uKzQ 6mdnEmFM] 5.设计方案 {ZXC%(u >A&@W p1 • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
QCR-l xO1 • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
k`TJ<Dv; (fa?ftK
3J
T3;O n5.>;N.* 6. 衍射光束整形器会话编辑器
#-T.@a1X 1v&Fo2ML • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
FRFAWK< • 用户必须输入所需的信息
cO,V8#H - 入射场
'c&@~O;^d - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
L]d@D0.Z -
系统参数
GYC&P] - 制造条件
N-`;\ 8[)]3K x
6;cY!
n=? 0g;1! 7.设计过程 A Vm{#^p[( DYlvxF`
NRisr ulf/C%t,R
>&QH{!( ti^v%+r1 设计和优化过程由两步完成:
*W12Rb2 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
]M;6o@hq 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
UglG!1L ~AanU1U< 8.系统模拟 HhmVV"g • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
_AYC|R| • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
c%@~%IGF • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
uxyTu2L7 • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
liqR#< [Cj}nld
rAWl0y_m zN+*R;Ds 9. 初始几何光学设计的结果 3g[j%`k ^}Qj}
&3Z.
#* H:-A; f!Z 感兴趣的优化函数
(\t_Hs::a • 效率满足(>95%)
P5>5ps"iU • 信噪比不满足(<30db)
^Wfgwmh • 杂散光不满足(>5%
`n`"g<K)Q X@qk> /
/;&+<
} 1@^Ek8C 10. 后续IFTA优化后的结果 /%YiZ# H [Lt%:r
ZBmXaP[9 a4(?]ND~6
EeJqszmH 5 n+ e 感兴趣的优化函数
b"M`@';+ • 效率满足(>95%)
s`=/fvf. • 信噪比满足(<30db)
#[a"%byTR • 杂散光满足(<5%)
]hE+$sKd /3Nb 11.总结 dHG Io • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
Q_aqX(ig • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
N3gNOq& • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
%,,`N I{ • 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。
ZSPgci • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。