这个示例演示了一个典型的
光束整形的任务。
[aHlu[, 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。
wx./"m.M Pj._/$R[/ 2.模拟任务 Q K j1yG0i $ hoYkA DOE:
hg4J2m 相位型衍射
H4 =IY 光束整形器
NN11}E6 直径:2mmx2mm
r.?+gW!C 形状:圆形
PF`:1;PU 相位级次:16
;M-,HK4= Bd8hJA
%_)b>C18y 3.建模任务:入射光场 /3s@6Ex}E )%BT*)x 高斯准直
激光光束的光束
参数 Xj(>.E{~H {o {#]fbO% •
波长:632.8nm
jOtzx"/)rE • 激光光束直径(1/e2):1mm
6# R;HbkO GajI\_o
T%w(P ^qk =@%MV( 4.建模任务:期望输出光场 0OEtU5lf`y F=VoFmF@ 期望输出场的参数=设计目标图样(DTP):
ONNW.xHp ?o@E1:aA • FWHM-直径:0.5mm
sv@}x[L • 边缘宽度:50um
pIL`WE1' • 效率:>95%
w2'
3S#nZ • 信噪比(SNR):>30dB
N]*!8 • 杂散光:<5%
>H8^0n)? N*?
WUn9]
HaS[.&\S0 ID&zY;f 5.设计方案 7;~2e >
d^r">!, • 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)。
'&+Z , • 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)。
JLt{f=`%F aQC7 V !v
%N!h38N2 POkXd^pI 6. 衍射光束整形器会话编辑器 Kgps_tY% ]D?oQ$q7 • 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
4U:DJ_GN • 用户必须输入所需的信息
dnk1Mu< - 入射场
VB}P Ng - 期望的输出场=设计目标图样(DTP)
Gl=@>Dc% -
系统参数
m79m{!q$- - 制造条件
/\Jc:v#Q YstXNN4
UX03"gX
4D0(Fl 7.设计过程 iFY]0@yt P"U>tsHK:
[sjrb?Xd ;9 lqSv/6
l@(t^68OD |P^ikx6f5 设计和优化过程由两步完成:
9
<y/Wv 1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
\t[
hg 2. 基于迭代傅里叶传输算法(IFTA)进行后续的优化。
~y( ,EO -(`K7T>D. 8.系统模拟 h4B+0 • 设计和优化后,IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
T
"ZQPLg • 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
@w+WLeJ$40 • 可以通过光路编辑器(Light Path Editor)的工具(Tools)按钮将这个衍射光学工具箱光路图(Diffractive Optics Toolbox LPD)转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估,如下图所示。
8s\8`2= • 然后用户可以任意修改系统,来进行进一步的分析。
PL9zNCr-[ Aigcq38
RRK^~JQI.2 }//8$Z<( 9. 初始几何光学设计的结果 t"jIfU>'a/ 2X
qPZ]2g
bf&.rJ0 d{vc
wZQ 感兴趣的优化函数
|s)VjS4@ • 效率满足(>95%)
fq)Ohb • 信噪比不满足(<30db)
3uB=L7. • 杂散光不满足(>5%
7R%
PVgS4x f]O5V$!RuE
+-xSuR, zzDNWPzsA 10. 后续IFTA优化后的结果 11^ {WF ljaAB+
9u-M! $ ^Y1AeJ$L
!;BZ# tF& QH~8
aE_i 感兴趣的优化函数
R]V~IDs • 效率满足(>95%)
6z%&A]6k: • 信噪比满足(<30db)
U~JG1#z6 • 杂散光满足(<5%)
81%qM7v9H %tklup]LF8 11.总结 LrmtPnL • VirtualLab Fusion允许设计,优化和分析衍射光束整形器。
#L).BM • 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
;@=@N9qK • 可以生成任意二维场分布,通常是高帽或线。
i75?*ld • 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。
U>3%!83kF • VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。