|
|
案例386（1.0） {Ywdhw JP moZeP#Q % 关键词： 衍射光学元件、DOE、高数值孔径，畸变补偿，几何畸变，枕形，桶形，强度衰减，功率、陡降、损耗、预备信号场、光图形、迭代傅里叶变换算法、IFTA、模组、分束器、衍射 ;Nd'GA+1;(
(B03f$8}*_ 1. 摘要 G9@5 !-
U
U#tm 通过该案例阐述了如何利用迭代傅里叶变换算法进行高数值孔径衍射分束器设计。 sH]T1z 通过来分束器可以生成一个5x5规则的点阵图形。 ,V{Bpr 然而，由于偏转角较大使得目标平面上这个规则的5x5点阵图案产生了一个形变。 }nSu7)3$B 可以利用VirtualLab 模块 Mod014 在迭代傅里叶变换算法设计中预补偿该图形的形变。 [&(~1C|C S>jOVWB 2. 设计任务：规则的5×5光束分束器 PzustC|
r~ 2q`l'> MeAY\V%G=o 设计衍射分束器用于在衍射元件远场生成规则的高数值孔径光图形。 q(Ow:3& 最大衍射角(水平/竖直)：α=β=22.3°
qq@]xdl 最大衍射角(对角线)=30.1° &>G8DvfJ9
9_ ~9?5PU 3. 设计任务 N0N% ~3
qx*N-,M%k( 光源参数： 9Q\RCl_1 — 高斯光源波长：532nm hf; S#.k — 光束直径(1/e2)：80um sejT] rJ 系统参数： kYR ^ — 衍射元件到屏幕距离：z=0.3m q Ll4t/p 期望输出场： mP?}h — 期望点图形：规则图形，5×5的点阵 9#kk5 )J — 级次间距：49.2mm SL
+ \{V2 — 目标图案依据示例文件 P/Y)Yx_( “Sc386_TargetPattern_1.ca2” 9D;ono3 DOE参数： ]cW Q9 — 仅改变位相的衍射光学元件 MPYYTQ1FB — 离散DOE的位相阶数：4 c5pK%I }O d@zxgn7o 4. 点图形的变形 {\|XuCF#
'2rSX[$ tf 衍射元件通常是在等间距的计算网格上利用角谱域的迭代傅里叶变换算法完成设计。 n#B}p*G 对于非近轴衍射元件，衍射角和光轴上点的横向距离之间没有线性关系。 ;alt% :$n 对于非近轴衍射角，期望点位置与最终获得枕形畸变的点位置之间存在一个的差异。(下图所示为傅里叶迭代算法设计结果，该结果未经设计目标图形的预补偿处理)。 3} C-Hg+gt %/ :&L+q
 {wO .nOB q ;_?e_ 5. 生成预补偿设计信号 I ^N`KT
ce719n$
为预补偿IFTA设计结果中的枕形畸变，利用模块Mod014使IFTA文件的“期望的目标输出"信号变形。 ch0cFF^] 模块Mod014根据目标平面上的空间光强分布计算波数域上的角光强分布。 \x5>H :\Y 因此，IFTA设计必须在角谱域上执行。 k?/! ` ZVit] 3hd 6. 生成预补偿设计信号 II rA @|nL{
#MbY+[Y@v
$U(D*0+o/ 1 载入目标图形 UQW v) “Sc386_TargetPattern_1.ca2” -^8OjGat 2 执行模块Mod014。 ^ x_.3E3Q 3 选择预补偿目标图案。 A{\DzUV9, 4 选择“分束器“。 R@`xS<`L/ 5 使用功率校正。 +aqQa~}r 6 输入校正采样距离 ^9YS dFH/ (数值可在IFTA文件中找到，如果使用角坐标则不可用)。 D%=&euB )]Sf|@K] 7. 模块预补偿结果 T~4HeEG>uH
j
J54<.D *$/Go 8t4u 8. 功率校正的影响 .'2"83f 除了枕形畸变，还有一个附加的强度调制。 vq@"y%C4 强度被调至大约1/R2，此处R为点到光轴的距离 gLx?0eBBA 如果在Mod014中功率校正可用，则这个强度调制可以被补偿(见右图) QX_
