这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
%VH, (}i 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。
QYboX~g~p IQRuqp KL 2.模拟任务 Jsysk $R 68Gywk3]=u DOE:
2S{P(B 相位型衍射
TK
fN`6 光束整形器
Aj)Q#Fd[ 直径:2mmx2mm
)63
$,y-;$ 形状:圆形
+yp:douERi 相位级次:16
<;6{R#Tuh pA6KiY&
80Dn!9j* 3.建模任务:入射光场 /{\ /e"5 ]7O<|8n!d 高斯准直
激光光束的光束
参数 D &"D[|@ n7cy[%yT •
波长:632.8nm
x}yl Rg`[ • 激光光束直径(1/e2):1mm
:<t=??4m \</!kY*3@t
#GE]]7:Na <qwf"Ey 4.建模任务:期望输出光场 -2M~KlYl =~GP;=6 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
}/F$73Xd 1)56ec<c • FWHM-直径:0.5mm
5 wrRtzf • 边缘宽度:50um
|oi+|r • 效率:>95%
^_;'9YD • 信噪比(SNR):>30dB
D\AVZ76F1 • 杂散光:<5%
lh8QtPe wlT8|
mdWA5p( -B
*W^-;* 5.设计方案 JaCX}[R ,~1'L6Ri? • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
R}ki%i5| • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
*M1GVhW(+ 7nek,8b
@-
STo/ *nCA6i 6. 衍射光束整形器会话编辑器 #ES[),+|mB "' JnFM • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
X
zJ#)}f • 用户必须输入所需的信息
2DQVl - 入射场
|O{N_-];. - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
j_~KD} -
系统参数
{p +&Q| - 制造条件
@C)s4{V C/e.BXA
UK
':%LeL )`DVPudiy 7.设计过程 IZ=Z=k{ BJj'91B[d
~_\Ra% U.e!:f4{
~"#0rPT hdPGqJE 设计和优化过程由两步完成:
5/=$p:E> 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
9>)b6)J D 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
/Y#8.sr Q@ VA@N=w 8.系统模拟 jHFjd' • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
~}.C*;J • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
g3:@90Ba • 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。
AY AU • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
+
[w 0;W_ j3Od7bBS]
kE&R;T`Gb% T:za},- 9. 初始几何光学设计的结果 \p4*Q}t OrkcY39"~a
h4hAzFQ.s aTvyzr1 感兴趣的优化函数
)Te\6qM • 效率满足(>95%)
MhMiSsZ • 信噪比不满足(<30db)
N[_T3( • 杂散光不满足(>5%
|! 9~ S7+>Mk
:Awwt0 ht-'O"d: 10. 后续IFTA优化后的结果 xWxHi6U( opfnIkCe
56Wh<i3 -H60T,o
T9yI%;D {sw|bLo|+ 感兴趣的优化函数
ygz2bHpD~ • 效率满足(>95%)
[<@L`ki • 信噪比满足(<30db)
mI&3y9; ( • 杂散光满足(<5%)
vPnS`& 7!M; ?Y 11.总结 -M{szH • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
h% -=8l, • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
H:G``Vq;0m • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
1I2ndt • 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。
LQF;T7VKS) • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。