这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
e-{k;V7b 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。
q|gG{9 nuKjp Ap! 2.模拟任务 nJ'O(Wh,) j6IWdqXe DOE:
#,!.e 相位型衍射
0[9A* 光束整形器
v0=^Hym 直径:2mmx2mm
uF@Q8 7G 形状:圆形
FS`{3d2K + 相位级次:16
d;;]+% k\x>kJ}0
mm:\a-8j 3.建模任务:入射光场 z#bOFVg# .xCO_7Rd 高斯准直
激光光束的光束
参数 AP/5,M< Ay2Vz>{ •
波长:632.8nm
V\)@Yk2 • 激光光束直径(1/e2):1mm
Ojie.+'SB $S=lm {
,$W7Q eNN% %Q 4.建模任务:期望输出光场 ;f0+'W 0I~xD9l9 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
]| ~],\ >!`T=(u! • FWHM-直径:0.5mm
VEo>uR • 边缘宽度:50um
4J-)+C/edx • 效率:>95%
_YO`x • 信噪比(SNR):>30dB
X#gZgz =' • 杂散光:<5%
8cR4@Hqx 3EF|1B/5
~A [ Ju%R .CrahV1G 5.设计方案 Q[`_Y3@j N;<<-`i • 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)。
3V LwMF? • 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)。
2$=?;~ waO*CjxE:
(Dq3e9fX ryN/sjQC 6. 衍射光束整形器会话编辑器 <iJ->$ $*L@ym • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
Qighvei • 用户必须输入所需的信息
3DMfR
ofg - 入射场
YNHn# 98\ - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
U#d",s -
系统参数
@j5W4HU - 制造条件
)uZ<?bkQ )5Gzk&|
D3(|bSca Ny
p5= 7.设计过程 :=UeYm
@ 2O`uzT$
^e<0-uM"s %L<VnY#%u
V5qvH"^ Pm7,Nq)<>n 设计和优化过程由两步完成:
$zyY"yWRZ 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
)?I1*(1{A 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
q8P| ] E3_EXz9h 8.系统模拟 G@
BrU q • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
-Ufd+( • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
}bAd@a9>3 • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
.kBi" p& • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
YJ.'Yc :7@"EW
b ]1SuL =JX.*
MEB 9. 初始几何光学设计的结果 #@3RYx \,ir]e,1
dxUq5`#G, Hx62x X 感兴趣的优化函数
bx!Sy0PUJ • 效率满足(>95%)
91jv=>=DM • 信噪比不满足(<30db)
%Kd8ZNv • 杂散光不满足(>5%
P\*-n" V0c*M>V
g@`14U/| ~}$:iyJV(> 10. 后续IFTA优化后的结果 %n=!H }i|o":-x+
(
y'i{:B "|.>pD#0&
#:DDx5%x<b bhnm<RZ 感兴趣的优化函数
y%v<Cp@R • 效率满足(>95%)
UI_|VU>J • 信噪比满足(<30db)
J<>z}L{ • 杂散光满足(<5%)
$/Zsy6q: hc`9Y 11.总结 rcOpOoU| • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
I8
8y9sW • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
V[rNJf1z • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
i8Y l1nF • 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。
nxA]EFS • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。