1.簡(jiǎn)介
這個(gè)示例演示了一個(gè)典型的光束整形的任務(wù)。
展示了可能的期望需求，設計，優(yōu)化和一個(gè)能夠生成無(wú)散斑高帽的衍射光學(xué)元件(DOE)的相位透過(guò)率函數的分析。
2．模擬任務(wù)
DOE：
相位型衍射
光束整形器
直徑：2mmx2mm
形狀：圓形
相位級次：16
3.建模任務(wù)：入射光場(chǎng)
高斯準直激光光束的光束參數
• 波長(cháng)：632.8nm
• 激光光束直徑（1/e2）：1mm
4.建模任務(wù)：期望輸出光場(chǎng)
期望輸出場(chǎng)的參數=設計目標圖樣（DTP）:
• FWHM-直徑：0.5mm
• 邊緣寬度：50um
• 效率：>95%
• 信噪比（SNR）：>30dB
• 雜散光：<5%
5.設計方案
• VirtualLab Fusion的衍射光學(xué)工具箱提供不同的輔助會(huì )話(huà)的編輯器來(lái)設計光操控元件-主要是衍射光學(xué)元件（DOEs）。
• 對于當前案例，我們使用衍射光束整形器會(huì )話(huà)編輯器（Diffractive Beam Shaper session editor）。
6. 衍射光束整形器會(huì )話(huà)編輯器
• 會(huì )話(huà)編輯幫助配置實(shí)際的設計和優(yōu)化文檔。
• 用戶(hù)必須輸入所需的信息
- 入射場(chǎng)
- 期望的輸出場(chǎng)=設計目標圖樣（DTP）
- 系統參數
- 制造條件
7.設計過(guò)程
設計和優(yōu)化過(guò)程由兩步完成：
1. 基于幾何光學(xué)進(jìn)行一個(gè)初始的設計。
2. 基于迭代傅里葉傳輸算法（IFTA）進(jìn)行后續的優(yōu)化。
8.系統模擬
• 設計和優(yōu)化后，IFTA文檔可以計算感興趣的優(yōu)化函數。
• 同時(shí)可以生成相應光路圖以用于整個(gè)系統的評估。
• 可以通過(guò)光路編輯器（Light Path Editor）的工具（Tools）按鈕將這個(gè)衍射光學(xué)工具箱光路圖（Diffractive Optics Toolbox LPD）轉換成基本工具箱中的光路圖以用于進(jìn)一步的評估，如下圖所示。
• 然后用戶(hù)可以任意修改系統，來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的分析。
9. 初始幾何光學(xué)設計的結果
感興趣的優(yōu)化函數
• 效率滿(mǎn)足（>95%）
• 信噪比不滿(mǎn)足（<30db）
• 雜散光不滿(mǎn)足（>5%
10. 后續IFTA優(yōu)化后的結果
感興趣的優(yōu)化函數
• 效率滿(mǎn)足（>95%）
• 信噪比滿(mǎn)足（<30db）
• 雜散光滿(mǎn)足（<5%）
11.總結
• VirtualLab Fusion允許設計，優(yōu)化和分析衍射光束整形器。
• 用戶(hù)可以使用輔助會(huì )話(huà)編輯器或者手動(dòng)配置所有參數。
• 可以生成任意二維場(chǎng)分布，通常是高帽或線(xiàn)。
• 制造約束例如高度級的離散數量或者矩形像素可以包含在優(yōu)化中。
• VirtualLab提供了一個(gè)結構設計編輯器以用于加工數據導出。
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