这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
j1K~zG 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。
P$AHw;n[R 9aIv|cS? 2.模拟任务 ^Df qc-] Iw#[K DOE:
:(3'"^_NA 相位型衍射
lq`7$7-4 光束整形器
~WV1t][ 直径:2mmx2mm
}y+a)2 形状:圆形
4-'0# a 相位级次:16
sMJa4P>O@ "av/a
,5t_}d|3C= 3.建模任务:入射光场 *?Wr^T xZV|QVY; 高斯准直
激光光束的光束
参数 I7'v;* =bvLMpa •
波长:632.8nm
*(/b{!~ • 激光光束直径(1/e2):1mm
6*>vie l#>A.-R*`
XIM?$p^ -,mV~y 4.建模任务:期望输出光场 mc,HliiJ ~e){2_J&n 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
^y|`\oyqwN Z%3)w. • FWHM-直径:0.5mm
,~l4-x., • 边缘宽度:50um
bsI?=lO • 效率:>95%
-I#<?=0B • 信噪比(SNR):>30dB
C^U>{jf ! • 杂散光:<5%
%,Y^Tp S|yDGT1
W7~OU(}[` }ri7@HCY4 5.设计方案 NcSi %] 6Ol)SQE, • 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)。
%5Elj<eHZ • 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)。
$Nj'_G\} t`V U<
Di$++T8" 4Xv."L 6. 衍射光束整形器会话编辑器 4!'4 l=jO [,z>msEB. • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
!|"LAr9u • 用户必须输入所需的信息
$B%3#- - 入射场
&&96kg3 - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
|hu9)0P -
系统参数
6gq`V, - 制造条件
v?DA> LN'})CI8m
T^X um2Ec JVPLE*T 7.设计过程 <2I<Z'B,e GN|xd+O_
*zX^Sg-[ dFnu&u"
;,B $lgF vFgnbWxG 设计和优化过程由两步完成:
x$bCbg 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
!T]bz+ 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
C7
9~@%T )OQih+#?W 8.系统模拟 P[Id[}5Pw • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
emS7q|^ • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
>>h0(G| • 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。
j5 W)9HW: • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
$\nAGmp@ l9NET
<gY.2#6C\% rPJbbV",+^ 9. 初始几何光学设计的结果 O-<nLB!Wf Aq &H-g]s
MrS~u 6
&MATMR 感兴趣的优化函数
<\\,L@ • 效率满足(>95%)
mS-{AK • 信噪比不满足(<30db)
?
y^t • 杂散光不满足(>5%
2&:w_KJ {F*81q\
m<:g\_< %4h$/~ 10. 后续IFTA优化后的结果 #)<WQZ) Sh o] ~)XX
>iWw
i'T= OjY#xO+'
roWg~U(S Ap%tm)@1 感兴趣的优化函数
aK'%E3!~=x • 效率满足(>95%)
qMmhmH)Gp • 信噪比满足(<30db)
.!h`(>+@ • 杂散光满足(<5%)
2c8e:Xgv UE%~SVi.# 11.总结 ]1i1_AR'` • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
/Os;, g • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
*Zk$P.] • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
$N17GqoC • 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。
!"
7ip9a • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。