这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
v{|y,h&]a 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。
f/8&-L 2;>uP#1] 2.模拟任务 .wq
j Z7pX%nj_ DOE:
C}<e3BXc 相位型衍射
e8dZR3JL 光束整形器
6?%$e$s 直径:2mmx2mm
^.)0O3oC 形状:圆形
-Q J8\/1> 相位级次:16
bws}'#-* ca3zY|Oo
xg,
9~f[ 3.建模任务:入射光场 Hs8JJGXWB Ih.)iTs~% 高斯准直
激光光束的光束
参数 ZDzG8E0Sq SC%HHu\l •
波长:632.8nm
$eT[`r • 激光光束直径(1/e2):1mm
6l2O>V l3^'b p6HQ
8$]SvfX x?B`p"ifS 4.建模任务:期望输出光场 q:M'|5P q1L>nvE 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
k)D5>T cE`qfz • FWHM-直径:0.5mm
TAOsg0 • 边缘宽度:50um
+RM!j9Rq • 效率:>95%
$v2t6wS," • 信噪比(SNR):>30dB
lx5.50mI • 杂散光:<5%
_ ~yd |P&
\C8h
QA^FP8!j K@2"n|
S; 5.设计方案 cy?#LS O>vCi& • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
N.Q}.(N0 • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
A9]&w <w*WL_P
?RsPAL XPdqE`w=$p 6. 衍射光束整形器会话编辑器 l?_Fy_fBt /%7&De6Xg • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
VuTTWBx • 用户必须输入所需的信息
98
NFJ - 入射场
]G8"\J4 & - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
jHE^d<=O^ -
系统参数
AZik:C"Q - 制造条件
~&<vAgy, Zw{?^6;cS
bFL2NH5 0Ba]Zo Z 7.设计过程 N8kNi4$mp= iyR"O1]
A\9LJ#E =~W=}
JJg;X :p Ylu\]pr9|C 设计和优化过程由两步完成:
nTtEv~a_n 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
Ja&S_'P[ 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
`s+kYWg'Z a
@3s71 8.系统模拟 ,gG RCp • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
9Qu(RbDqC • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
\I}EWI • 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。
9(!AKKrr; • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
-w"lW7 4:**d[|1
Nr*X1lJ6 O
x`K7$) 9. 初始几何光学设计的结果 >/ A'G kMLJa=]$
v{"yrC q=`n3+N_H~ 感兴趣的优化函数
2T?Y • 效率满足(>95%)
Val"vUZ • 信噪比不满足(<30db)
bd%<
Jg+ • 杂散光不满足(>5%
a-FI`Dv aqQ+A:g
|dqESl,2 T2rBH]5 10. 后续IFTA优化后的结果 o6~JAvw 0nkC%j
AX1!<K }><[6Uz%
L{r 4hL [
3XDU(# 感兴趣的优化函数
aMHC+R1X • 效率满足(>95%)
1+7_L`SB • 信噪比满足(<30db)
-$g~,dIwj • 杂散光满足(<5%)
T"X]@9g^- 4]p#9`j 11.总结 P?|\Ig1Gk • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
,#GB • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
{n|Uf 5 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
@+p(% • 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。
M?}:N_9<J • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。