这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
{Ef.wlZ 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。
?QmtZG.$ Lu{/"&) 2.模拟任务 AmHj\NX$ ]E-3/r$_cO DOE:
Q
8Hl7__^ 相位型衍射
:{N*Z }] 光束整形器
&ocuZ-5` 直径:2mmx2mm
}A+ncabm 形状:圆形
%VFoK-a 相位级次:16
}ymW};W rH!sImz,
QmjE\TcK/ 3.建模任务:入射光场 A"ATtid .SjJG67OyA 高斯准直
激光光束的光束
参数 u.|%@ NuPlrCy; •
波长:632.8nm
/6Q]f • 激光光束直径(1/e2):1mm
nKzm.D gt_ 41Z@_J|&
Cyd/HTNh< 4VZI]3K, 4.建模任务:期望输出光场 l99Lxgx= Gn=b_! 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
|,p"<a!+{w `@
YV • FWHM-直径:0.5mm
{daX?N|V • 边缘宽度:50um
gkO^J{_@q • 效率:>95%
cFw-JM< • 信噪比(SNR):>30dB
>STthPO • 杂散光:<5%
`X5!s _$96y]Bpi
tu<<pR> p~@,zetS 5.设计方案 U!o7Nw@z F$)l8} • 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)。
~w3u(X$m" • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
beBG40 E+i*u
tO{{ci$-T l<w7
\a6 6. 衍射光束整形器会话编辑器 @Suz-j(H TG}owG]] • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
":$4/b6 • 用户必须输入所需的信息
+Q u.86dH - 入射场
<4LJ#Fx - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
}lIc{R@H -
系统参数
v']_) - 制造条件
,)Q-o2(C S~);
GMJ4v S @w8}]S 7.设计过程 [(@K;6o >t3_]n1e
KE3`5Y! gSwV:hm
)]j3-# J)YlG* 设计和优化过程由两步完成:
4%J0e'iN 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
q13fmK(n-5 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
Q4m>
3I P)`^rJ6 8.系统模拟 -`I|=lBz{H • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
A,.X • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
9>&zOITTaL • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
QMBT8x/+_' • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
Mwnr4$] Mpojabsh
/eQAGFG #"4ioTL2 9. 初始几何光学设计的结果 +
f67y \Ip)Lm0
)k=KLQ\b Qp:I[:Lr; 感兴趣的优化函数
@e)}#kN. • 效率满足(>95%)
eLSzGbKf • 信噪比不满足(<30db)
J
_O5^=BP • 杂散光不满足(>5%
W^[FWFUTY 3:x(2 A
}n==^2 23):OB>S` 10. 后续IFTA优化后的结果 ^xa, r#N:V PT2;%=f
T#Z&* DEZww9T2Qs
!"F;wg$ lAU99(GXV 感兴趣的优化函数
_iJ~O1qx,w • 效率满足(>95%)
KrpIH6 • 信噪比满足(<30db)
(zo7h • 杂散光满足(<5%)
rRq60A Bu(51wU8 11.总结 LDjtkD.r • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
5?-HQoT)G • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
yiZtG#6K{ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
g,+e3f • 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。
7'IIB1v.\ • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。