这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
q5?L1 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。
0l1.O2- %uEtQh[ 2.模拟任务 ss;
5C:*y <~O}6HQ# DOE:
i7f%^7! 相位型衍射
y.fs,!|%@ 光束整形器
!a4cjc( 直径:2mmx2mm
leIy|K>\m 形状:圆形
k<, u0 相位级次:16
2C{/`N bx7\QU+
wDZ 3.建模任务:入射光场 b=_{/F*b? ixzTJ]y u 高斯准直
激光光束的光束
参数 'g]=.K+@} #Jv43L H •
波长:632.8nm
'f6PjI • 激光光束直径(1/e2):1mm
I<xy?{s yXXvs'$R \
k)i"tpw U,38qKE 4.建模任务:期望输出光场 bHJoEYY^ =
uk`pj[l 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
!Z-9tYO 55,=[ • FWHM-直径:0.5mm
X
[!X>w&z| • 边缘宽度:50um
+:!ScG* • 效率:>95%
s~)L_ p • 信噪比(SNR):>30dB
-HN%B?}. x • 杂散光:<5%
jPpRsw> T aEt
HlF} 8Y xhd
. 5.设计方案 }<.7 xz|V []rT? - • VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件(DOEs)。
Cv P`2S\ • 对于当前案例,我们使用衍射光束整形器会话编辑器(Diffractive Beam Shaper session editor)。
OFIMi^@ d>;2,srUf
'}T;b} &s ;{]8>`im&4 6. 衍射光束整形器会话编辑器 =Iy/cHK N-D(y • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
#TIX_ RXh • 用户必须输入所需的信息
VOg/VGJ - 入射场
2J)74SeH - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
XL&hs+Y -
系统参数
VkWO} - 制造条件
[\88@B=jXP &7fY_~ )B
{vLTeIxf.G 6TY){Pw 7.设计过程 a6k(9ZF 6GY32\Ac
)>?! xx_` M q76]I%
@uoT{E[ aN:HG)$@ 设计和优化过程由两步完成:
u>81dO]H 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
Lr wINVa 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
XynU/Go, ~Vwk:+): 8.系统模拟 NoJUx['6 • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
m**0rpA • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
y-%nJD$ • 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。
]c5DOv& • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
\y[Bu^tk W^003*m~~K
i^/
eN Y+!Ouc!$ 9. 初始几何光学设计的结果 k\nH&nb kV_#9z7%
Z+r%_|kZ {ms,q_Zr 感兴趣的优化函数
,Y$F7& • 效率满足(>95%)
,tcP=fdk] • 信噪比不满足(<30db)
7WgIhQ~ • 杂散光不满足(>5%
JL?Cnk$! Tt{U"EFO
x(rd$oZO iJ,M-GHK 10. 后续IFTA优化后的结果 z Z@L4ZT ,2RC |h^O,
)Y=w40Yzd AGl|>f)
".Lhte R? olYPlHF 感兴趣的优化函数
+fC#2%VnU • 效率满足(>95%)
IRlN++I! • 信噪比满足(<30db)
1P(%9 • 杂散光满足(<5%)
wCV>F- #DQX<:u 11.总结 17WNJ • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
\Y51KB\ • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
uo]Hi^r.l • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
->#y(} • 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。
'9IP; • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。