这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
/HiRbwQK# 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。
5|pPzEA> 4uSC> 2.模拟任务 K9@F1ccQ/ ^Hplrwj} DOE:
+)cjW"9 相位型衍射
E#T6rd P 光束整形器
n$})}kj 直径:2mmx2mm
bt2`elH| 形状:圆形
ZB|y 相位级次:16
VuiK5?m 1(;_1@P
WF!u2E+ 3.建模任务:入射光场 'Drz6K_KrP {)c2#h 高斯准直
激光光束的光束
参数 iFi6,V*PRt %~$P.Zh •
波长:632.8nm
%`F&,!d • 激光光束直径(1/e2):1mm
th 9I]g^=t $!Pm*s
pod=|(c l JR 4.建模任务:期望输出光场 W
^MF3 vp#A D9h1 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
(oKrIm MeSF,*lP • FWHM-直径:0.5mm
|hlc#t? • 边缘宽度:50um
<NVSF6` • 效率:>95%
;YYo^9Lh} • 信噪比(SNR):>30dB
ohod)8 • 杂散光:<5%
9|}u"jJB%E FU~xKNr
|d@%Vb_ HF\|mL 5.设计方案 M
yvyp @S%ogZz*m • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
!MNnau%O • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
0j--X?- tt=JvI9>
]3%(
'8/ (#t"u`_Ee 6. 衍射光束整形器会话编辑器 @Ft\~ +} n*Q~<`T • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
Qel2OI `b • 用户必须输入所需的信息
@Z fQ)q\ - 入射场
vs`"BQYf - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
*T+Bjj;w -
系统参数
aT[qJbp1 - 制造条件
fC \Cx;q- VXM5
B
6~t;&)6J C1V@\mRi 7.设计过程 4=T.rVS[ ?aMV{H*Q*
de&*#O5 WlJ$p$I`
-{^I T` Tgf#I*(^] 设计和优化过程由两步完成:
_~=qByD
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
d[p-zn. 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
.d4L@{V D #`o 8.系统模拟 Ui^~A • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
wd
4]Z0; • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
rQuozbBb • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
f<$>?o&y • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
I 19 / ;E!(W=]*F
!P_8D*^9 L355uaj 9. 初始几何光学设计的结果 3
W%Bsqn \E!a=cL!
'UW(0 PXw EINjI:/D 感兴趣的优化函数
,bLHkBK • 效率满足(>95%)
]+!{^h$ • 信噪比不满足(<30db)
h W<fu • 杂散光不满足(>5%
x3`b5^ MHm=X8eg
f4h|Nn%; vZ
rE9C } 10. 后续IFTA优化后的结果 aLWNqe&1 |3a1hCxt
I|`/#BYbW nQ$4W
Ji#"PE/Pt "L(4 EcO@ 感兴趣的优化函数
}^}fx [ • 效率满足(>95%)
h0=Q .Yz6 • 信噪比满足(<30db)
e1EFZ,EcaO • 杂散光满足(<5%)
{1<XOp#b D^[}:O{ 11.总结 >BDK?YMx • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
G<5i %@ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
iut[?#f^ • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
+# 38 • 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。
o~_ wx • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。