[技术]设计衍射扩散器以生成线聚焦 [复制链接]

此示例主要设计一个衍射光学原件以将光偏折到x轴方向。 G{lcYP O  
(tCib
4  
关键字：衍射光学，衍射光学元件，扩散器，线焦点 JN[0L:  
需要的工具箱：衍射光学工具箱 PT]GJ<K/  
相关案例：D0.002；DO.003 *g$i5!yM'  
相关教程：144.01 `W5-.Tv  
O\Eqr?%L)  
1. 建模任务 ,XB%\[pKe  
jk70u[\  
输入光束参数 "wM1qX  
ctn, ]ld  
^T079=$5  
8ws$k\>  
f j<H6|3  
波长：632.8nm _vl}*/=Hc  
激光光束直径（1/e2）：700um $3;Upgv  
4Z5#F]OA7  
期望输出场参数 };katqzEg  
O4|2|sA  
G0d&@okbFC  
p2 !FcFi  
直径：5mm 1r9f[j~  
效率：>80% 9-lEtl%  
噪声限制：5% aV|9H  
由于相干照明，最后的光分布包含有散斑! ! ! a.kbov(  
`f`TS#V  
2. 设计参数设置 2Q
Ux&u:  
点击Start→Diffractive Optics→Regular Shape Diffuser，进入规则整形器设计界面。 97`WMs
  
pv# 2]v  
x` /)g(  
AEg(m<t  
1) 输入光束参数设置 WUoOGbA `  
K1q+~4>\|  
P+(i^=S  
7y<1LQ;}  
点击Next，以进入具体参数选择和设置界面。 r<R4
1Fz  
(03pJV&K  
7$uJ7`e  
l-)Bivoi  
定义输入光束的束腰和发散角，选择1/e2Waist Diameter ，Divergence Full Angle（束腰直径1/e2和全角发散）。 ~[W#/kd1n  
点击Next，进入输入光束参数波长和束腰设置界面。设置波长为632.8nm，束腰直径为700um。 k$
"d^*R  
b{cU<;G)y.  
~~qWI>.4  
W!la-n  
点击Next，进行光学参数设置。 <+U|dX  
Ew,T5GG  
2) 光学系统选择及设置 elO<a]hX  
选择光学系统为1f-Setup。 4na
8  
,.mBJSE3  
FxW&8 9G  
点击Next，得到光学参数设置界面。 v#oi0-9o[  
dE(tFZx  
gS9>N/b|  
设置透镜的有效焦距为50mm。 R.RSQk7;  
dt,3"J  
3) 期望输出场设置 6NLW(?]  
点击Next，进行期望输出场设置。Dimension（维度）选择Diffuse Line。 9;=dxWf   
`!4,jd  
+RDJY(Y$  
"8<K'zeS8  
SaDA`JmO  
UT]?;o"  
设置Top Hat Parameters（高帽参数），Top Hat Diameter（高帽直径）为5mm，Resolution（分辨率）为30um。最大相对杂散光强度（Maximum Relative Stray Light Intensity）1%。 K`6z&*  
F:g=i}7  
%,V YiW0  
4g` jd  
4) 优化函数选择 I9
64  
!]koSw}  
+]wuJSxc  
X_TiqV  
选择Conversion Efficiency（转换效率），Uniformity Error（一致性误差），Maximum Relative Intensity of Stray Light（最大相对杂散光强度）函数。 N$I03m  
k4\UK#ODe  
5) 衍射光学元件孔径参数，透过率参数以及周期、像素尺寸等设置 w4};q%OBj  
W6/ @W  
5>_5]t {  
x4kWLy7Sz  
X9=N%GY[  
[
xlIG}e9  
`wz[='yM  
WI[:-cv  
6) 设计参数汇总界面 2W<n5o   
DDd/DAkCX  
't (O$  
4gBp8*2  
3. 应用迭代傅里叶变换算法对扩散器进行优化 P,xwSvO#M  
0D&>Gyc*0  
|Ul,6K@f"5  
G=/k>@Di  
通过点击Start（开始），开始进行优化设计。 v! hY  
l?
qqqB  
|zsbW9 W*m  
LF<wt2?*  
4. 光路图 Hh[Tw&J4  
`}gbc69  
]`o!1(GA  
Z*!O:/B  
m@G i6  
RrV>r<Z"Q  
点击Go！（运行）获得模拟结果 3{7T4p.G  
   ^4Uw8-/9  
Wr~yK? : ]  
ja=w5  
5. 光路图 tD=@SX'Y  
hwnJE958L  
双击高斯波长光源 xhs#u  
~W#sTrK

 
.K8w8X/3  
&Z("D7
.G  
~Qj}ijWD  
P }7zE3V  
高斯光源设置 |CD"*[j]  
   UXr5aZ7y  
#Z,E><t  
Xz{~3ih  
UmU:j@xvg  
 关掉生成截面区域。 8G^<[`.@j  
 点击Ok按钮。 a$11PBi[9  
 在光路图上，点击Go! B|=|.qp$)  
f i~I@KJ>  
6. 模拟结果 *A}WP_ZQ  
A$/\1282  
eCbf9B  
7. 总结 :*i f  
 VirtualLab Fusion帮助客户设计生成散射线或高帽的衍射光学元件。 lHfe<j]  
 辅助设计步骤也使那些在衍射光学方面无经验的光学工程师能够完成各类衍射元件的设计工作。