此案例演示了設計和優(yōu)化衍射光學(xué)元件的（DOE）作為光擴散器，來(lái)生成矩形高帽圖樣。
1.建模任務(wù)
DOE：擴散器
直徑：1.4mm X 1.4mm
相位等級：2
像素尺寸：>1um
2.照明光束參數
波長(cháng)：632.8nmm
激光光束直徑（1/e2）：700um
3.期望輸出場(chǎng)參數
• 直徑：1°
• 分辨率：≤0.03°
• 效率：>70%
• 雜散光：<20%
4.設計和優(yōu)化方法
• VirtualLab Fusion可以使用不同的設計和優(yōu)化方法。
• 對于此案例，迭代傅里葉變換算法（IFTA）用于設計和優(yōu)化（DOE）期望的衍射光學(xué)元件。
5.配置方法
你可以
• 使用輔助會(huì )話(huà)編輯器，進(jìn)行光學(xué)系統的設置并且配置優(yōu)化和設計文檔。
• 或手動(dòng)進(jìn)行一切配置（更高級的方法）。
通過(guò)點(diǎn)擊Start→Diffractive Optics→Regular Shape Diffuser 看可以打開(kāi)會(huì )話(huà)編輯器的開(kāi)開(kāi)始頁(yè)面。如下圖所示。
6.設置輸入光束參數
腰束和發(fā)散角的定義：1/e2 Waist Diameter，Divergence Full Angle。
設置波長(cháng)為632.8nm，腰束直徑為700um。
7.光學(xué)系統
選擇光學(xué)系統為角譜（Angular Spectrum）。
光學(xué)系統周?chē)橘|(zhì)默認為空氣。
8.期望輸出場(chǎng)設置
維度設置為二維高帽（2D Top Hat），高帽（Top Hat）形狀設置為矩形（Rectangular Shape）。
9.參數確認過(guò)程中的提示
• 指定要創(chuàng )建光圖樣的期望光學(xué)分辨率。
• VirtualLab Fusion給出了一些有用的建議。
• 考慮到在相干照明下，光圖案由散斑組成。為了獲得清晰的期望光圖案，散斑尺寸應該小于光圖案的最小細節。
• 散斑大小由分辨率影響，但不能任意控制。
10.警告
出現以下情況，會(huì )出現紅色警告信息：
• 通告指定的光學(xué)系統，不能達到期望的分辨率。
• 光學(xué)系統將創(chuàng )建離散點(diǎn)，而不是散斑圖。
• 光學(xué)系統或指定分辨率并不能實(shí)現光圖案所有的細節。
單擊Optimize Resolution按鈕來(lái)幫忙調整系統參數。
11. 幫助改變參數
• 這個(gè)對話(huà)框會(huì )顯示分辨率是否適合典型的擴散器設計。
• 此處顯示設置沒(méi)有任何問(wèn)題。
• 另外，通過(guò)這個(gè)工具，VirtualLab Fusion提供了某些確定選項以對參數進(jìn)行調整，從而達到一個(gè)最佳的激光光束直徑和分辨比。
12.DOE透過(guò)率函數參數
• 自動(dòng)計算擴散器透過(guò)率函數的像素大小和周期。
• 像素尺寸增量（Pixel Size Increment），指的是使用機器進(jìn)行擴散器加工時(shí)像素尺寸可以改變的步尺寸以及定位精度。
• 專(zhuān)業(yè)用戶(hù)可能設置一個(gè)自定義像素尺寸。
13.設計和優(yōu)化擴散器透過(guò)率函數
• 優(yōu)化過(guò)的透過(guò)率函數典型的相位分布數據視圖（在視圖欄點(diǎn)擊φ）。
• 由于衍射擴散器的優(yōu)化始于隨機相位，不同的優(yōu)化過(guò)程會(huì )產(chǎn)生不同的透過(guò)率相位函數
14. 光路圖（LPD）的系統分析
15.總結
VirtualLab Fusion提供易于使用的工具來(lái)設計和優(yōu)化衍射光擴散器元件來(lái)生成矩形（擴散線(xiàn)或Top Hats）和任意光圖樣。
輔助設計步驟也使在衍射光學(xué)方面無(wú)經(jīng)驗的光學(xué)工程師完成衍射光學(xué)元件的設計。
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