案例385（2.0）
關(guān)鍵字：大角度設計，補償，枕形，桶形，畸變，強度衰減，信號場(chǎng)準備，衍射光學(xué)元件，損耗，期望光目標圖案，迭代傅里葉變換算法
1. 建模描述
設計擴散器以在遠場(chǎng)生成高數值孔徑光圖案
光源參數：
— 高斯光源波長(cháng)：532nm
— 根據最終的衍射光學(xué)元件選擇合適的直徑
系統參數：
— 衍射元件到屏幕距離：z=0.5m
輸出場(chǎng)要求：
— 期望光圖案：1.0m×0.5m網(wǎng)格
— 光圖案期望分辨率：±0.5mm
（目標平面上相鄰衍射級次間的最小距離：∆xTP=1mm（離軸））
— 目標圖案來(lái)源于文件
“Sc385_HighNA_DiffuserDesign_01_DesiredLightPattern.bmp”
衍射光學(xué)元件參數：
— 衍射元件的相位階數：4
2. 設計類(lèi)型與步驟
遠場(chǎng)應用
優(yōu)化衍射光學(xué)元件用以生成高數值孔徑角分布。
信息
衍射光學(xué)元件在波數域上生成一個(gè)角分布(kx，ky)。
設計步驟
A. 計算衍射光學(xué)元件的像素尺寸、周期和像元數。
B. 根據參數計算結果預先設置傅里葉迭代法優(yōu)化文檔。
C. 根據靶面上期望的光強分布在波數域上生成一個(gè)具有預補償角的光分布，并作為設計目標圖形�？梢灶�(lèi)似的定義一個(gè)特定的優(yōu)化范圍。
D. 傅里葉迭代法優(yōu)化文件的最終設置(定義實(shí)際的設計目標圖案)。
A. 計算
1. 根據信號場(chǎng)沿x方向擴展的一個(gè)合理的初始值計算衍射光學(xué)元件的最小像素（特征）尺寸(此處xmax SF僅有0.75m):
將此值近似到一個(gè)可加工尺寸 (∆x’DOE)以兼顧制造者加工過(guò)程中對于位置增加以及最小特征尺寸的加工能力。此處近似后，∆x’DOE=320nm。根據
該值重新計算對應的x’max SF值。
2. 計算衍射光學(xué)元件最大周期 pmax:
利用公式 
3. 計算衍射光學(xué)元件每個(gè)周期的像素數#s和近似給出采樣點(diǎn)數目#s’。例如#s’=2355
4. 計算可得到的最大衍射角(用’表示)
5. 計算獲得的軸上輸出光強的分辨率
B. 迭代傅里葉變換方法優(yōu)化文件的預設置
C. 1 生成預補償信號場(chǎng)
根據目標平面上給出的空間光強分布，使用模塊Mod014在波數域計算一個(gè)角譜光強分布。
必須在模塊對話(huà)框中輸入采樣距離，采樣距離可通過(guò)迭代傅里葉變換方法優(yōu)化文件計算出來(lái)并以波數值表示（在迭代傅里葉變換方法文件中不勾選“使用角譜坐標”）。
C. 2 模塊設置
設計波長(cháng)
衍射光學(xué)元件與目標平面間距離(需考慮角度要求)
C. 3 模塊設置
選擇擴散器模式
C. 4 模塊設置
采樣點(diǎn)自動(dòng)適應選擇
采樣距離取自傅里葉迭代算法優(yōu)化文件
視場(chǎng)角以波數坐標形式表示kx，ky
D. 在傅里葉迭代算法優(yōu)化文檔中定義DTP
在IFTA優(yōu)化文檔中，生成的預補償DTP作為期望輸出場(chǎng)。
3. 衍射光學(xué)元件設計最終的仿真結果
4. 總結
VirtualLab 軟件為用戶(hù)提供了更便于使用的設計工具，用于設計生成大角度光圖形的大數值孔徑衍射光學(xué)元件。
典型的不希望的效應：
— 幾何畸變
— 強度衰減
都可被完全地補償。
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