这个示例演示了一个典型的光束整形的任务。
展示了可能的期望需求，设计，优化和一个能够生成无散斑高帽的衍射光学元件(DOE)的相位透过率函数的分析。

2．模拟任务

DOE：
相位型衍射
光束整形器
直径：2mmx2mm
形状：圆形
相位级次：16


3.建模任务：入射光场

高斯准直激光光束的光束参数

o 波长：632.8nm
o 激光光束直径（1/e2）：1mm



4.建模任务：期望输出光场

期望输出场的参数=设计目标图样（DTP）:

o FWHM-直径：0.5mm
o 边缘宽度：50um
o 效率：>95%
o 信噪比（SNR）：>30dB
o 杂散光：<5%



5.设计方案

o VirtualLab Fusion的衍射光学工具箱提供不同的辅助会话的编辑器来设计光操控元件-主要是衍射光学元件（DOEs）。
o 对于当前案例，我们使用衍射光束整形器会话编辑器（Diffractive Beam Shaper session editor）。



6. 衍射光束整形器会话编辑器

o 会话编辑帮助配置实际的设计和优化文档。
o 用户必须输入所需的信息
- 入射场
- 期望的输出场=设计目标图样（DTP）
- 系统参数
- 制造条件



7.设计过程





设计和优化过程由两步完成：
1. 基于几何光学进行一个初始的设计。
2. 基于迭代傅里叶传输算法（IFTA）进行后续的优化。

8.系统模拟
o 设计和优化后，IFTA文档可以计算感兴趣的优化函数。
o 同时可以生成相应光路图以用于整个系统的评估。
o 可以通过光路编辑器（Light Path Editor）的工具（Tools）按钮将这个衍射光学工具箱光路图（Diffractive Optics Toolbox LPD）转换成基本工具箱中的光路图以用于进一步的评估，如下图所示。
o 然后用户可以任意修改系统，来进行进一步的分析。



9. 初始几何光学设计的结果



感兴趣的优化函数
o 效率满足（>95%）
o 信噪比不满足（<30db）
o 杂散光不满足（>5%




10. 后续IFTA优化后的结果
      




感兴趣的优化函数
o 效率满足（>95%）
o 信噪比满足（<30db）
o 杂散光满足（<5%）

11.总结
o VirtualLab Fusion允许设计，优化和分析衍射光束整形器。
o 用户可以使用辅助会话编辑器或者手动配置所有参数。
o 可以生成任意二维场分布，通常是高帽或线。
o 制造约束例如高度级的离散数量或者矩形像素可以包含在优化中。
o VirtualLab提供了一个结构设计编辑器以用于加工数据导出。
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