这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
vz&88jt 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。
l]~IZTC )G*xI`(@ 2.模拟任务 ju1B._48 X, }(MW DOE:
WS%yV|e 相位型衍射
g|tclBx 光束整形器
COHook(: 直径:2mmx2mm
/Zxq-9
形状:圆形
Q 87'zf 相位级次:16
LG??Q+`l B`)bo}h
Zg|l:^E 3.建模任务:入射光场 %l!-rXp Y+5aT(6O 高斯准直
激光光束的光束
参数 o.s(=iG _ER. AKY •
波长:632.8nm
\mWH8Z
}Z • 激光光束直径(1/e2):1mm
&q#.
> sD|}?7
cM]ZYi e$&n)>% 4.建模任务:期望输出光场 oc#hAjB. 5=8t<v1Bn 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
8isQL R*2F)e\| • FWHM-直径:0.5mm
ex66GJQe1 • 边缘宽度:50um
DcE4r>8B • 效率:>95%
JEF ;Q • 信噪比(SNR):>30dB
R@U4Ae{+ • 杂散光:<5%
R*r"}; %"WhD'*z}
RiFUa
$ $VF$Ok> 5.设计方案 kdaq_O:s qd<I;*WV • 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)。
&y7xL-xP • 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)。
0E)M6
jJ 6Cfsh<]b
z[y EV7lgKM^ 6. 衍射光束整形器会话编辑器 Ys|SacWC kI2+& • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
YOUB%N9+ • 用户必须输入所需的信息
OL_jU2,fv - 入射场
^'fgQyj - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
:}-?X\|\ -
系统参数
mu5r4W47 - 制造条件
O 0$V+fE q([{WZ:6Oq
>?6HUUQ }6=?
zs} 7.设计过程 #%w)w R3 Z]x6np
1g j GaC ~O]{m,)n
?'tRu !~ Kmw #Q` 设计和优化过程由两步完成:
ap2g^lQXq 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
"h|kf%
W 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
?[P>2oz 9,JWi{lIv 8.系统模拟 9hh~u
-8L • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
j(k}NWPH • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
) .KMZ] • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
6 N:Ps8Hg • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
USS%T<Vk hljKBx~
7_jlNr7uk :,g]Om^ 9. 初始几何光学设计的结果 6As%<g= 67
~p n
pf%;* Tu5p`p3-j 感兴趣的优化函数
FFN Sn • 效率满足(>95%)
),[@NK&= • 信噪比不满足(<30db)
<XtE|LG • 杂散光不满足(>5%
Xo&\~b#- 6>
z{xYat
fre5{=@ L#J2J$= 10. 后续IFTA优化后的结果 vU]n0)<KB Y*\N{6$2
7#NHPn ~*9Ue@
.U44p*I W0Y
,3;0 感兴趣的优化函数
;(A- • 效率满足(>95%)
y)a)VvU": • 信噪比满足(<30db)
@65xn)CD{ • 杂散光满足(<5%)
yn_. rHk,OC 11.总结 Q'JK *.l • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
*'-t_F'; • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
e+D]9wM8 • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
"tK|/R+ • 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。
57 Bx- • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。