这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
b\U p(] 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。
#SzCd&hI 3r)<:4a
u& 2.模拟任务 B[]v[q< m),3J4(q DOE:
F`3J=AJOJ 相位型衍射
%Tn0r|K 光束整形器
2f8Cs$Opb 直径:2mmx2mm
*:q ,G 形状:圆形
5F8sigr/h 相位级次:16
`xO9xo#
c&+p{hH+
PuuO2TZ 3.建模任务:入射光场 P(1bd"Q i_? S#L]h 高斯准直
激光光束的光束
参数 7yU<!p?( O>=D1no* •
波长:632.8nm
6QCU:2IiL • 激光光束直径(1/e2):1mm
@bN`+DC!< 8( ^;h2O!
^_5Nh^ 8?lp:kM 4.建模任务:期望输出光场 wX3x.@!: K%) K$/A 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
g,5r)FU` *Ge2P3 • FWHM-直径:0.5mm
26YY1T\B) • 边缘宽度:50um
Zd/ACZ[ • 效率:>95%
9B lc • 信噪比(SNR):>30dB
{xm^DT • 杂散光:<5%
zCdQI cO,ELu
s
V70a3# $Ik\^:- 5.设计方案 T@[(FVA N VO|2 • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
x[Xj[O • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
~.;S>o[ *5DOTWos
#`tn:cP tBNkVh(c 6. 衍射光束整形器会话编辑器 fmDU 7/.- dfEK • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
"(uEcS2< • 用户必须输入所需的信息
M<t>jM@'A# - 入射场
Is~bA_-
; - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
s2t'jIB -
系统参数
\Uun2.K - 制造条件
>;S/$
ipB*]B F[
Dp
0
Q ^%+r"h 7.设计过程 =4z:Df i7:R4G(/#
\S(:O8_"68 o<f[K}t9
j%R} %C*oy$. 设计和优化过程由两步完成:
8UArl3 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
?pdvFM 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
uX*H2"A AY['!&T 8.系统模拟 @; ayl • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
8M m,a • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
oXG,8NOdC • 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。
LGq}wxq • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
1bb~u/jU <7TE[M'
iQpKcBx ,mH2S/<}S 9. 初始几何光学设计的结果
TCJH^gDt >IO}}USm
#"%=7( ou6|;*>d 感兴趣的优化函数
$aTZC>R • 效率满足(>95%)
RrSo`q-h+ • 信噪比不满足(<30db)
"YD<pRVB • 杂散光不满足(>5%
5S:#I5Wa z-nhL=
5%C-eB dL5u-<y& 10. 后续IFTA优化后的结果 lTsl= tv,iCV
qCOe,$\1/ GYYk3\r
G&MI@Hq g!5`R`7 感兴趣的优化函数
y)?Sn • 效率满足(>95%)
eZs34${fN • 信噪比满足(<30db)
RVtb0FL • 杂散光满足(<5%)
-sl]
funRy =xFw4D9 11.总结 QcG4~DEX4 • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
BKe~y • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
;_),?( • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
7: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。
]cLO-A • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。