1.簡介
這個示例演示了一個典型的光束整形的任務。
展示了可能的期望需求，設計，優化和一個能夠生成無散斑高帽的衍射光學元件(DOE)的相位透過率函數的分析。
2．模擬任務
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：入射光場
高斯準直激光光束的光束參數
• 波長：632.8nm
• 激光光束直徑（1/e2）：1mm
4.建模任務：期望輸出光場
期望輸出場的參數=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的衍射光學工具箱提供不同的輔助會話的編輯器來設計光操控元件-主要是衍射光學元件（DOEs）。
• 對于當前案例，我們使用衍射光束整形器會話編輯器（Diffractive Beam Shaper session editor）。
6. 衍射光束整形器會話編輯器
• 會話編輯幫助配置實際的設計和優化文檔。
• 用戶必須輸入所需的信息
- 入射場
- 期望的輸出場=設計目標圖樣（DTP）
- 系統參數
- 制造條件
7.設計過程
設計和優化過程由兩步完成：
1. 基于幾何光學進行一個初始的設計。
2. 基于迭代傅里葉傳輸算法（IFTA）進行后續的優化。
8.系統模擬
• 設計和優化后，IFTA文檔可以計算感興趣的優化函數。
• 同時可以生成相應光路圖以用于整個系統的評估。
• 可以通過光路編輯器（Light Path Editor）的工具（Tools）按鈕將這個衍射光學工具箱光路圖（Diffractive Optics Toolbox LPD）轉換成基本工具箱中的光路圖以用于進一步的評估，如下圖所示。
• 然后用戶可以任意修改系統，來進行進一步的分析。
9. 初始幾何光學設計的結果
感興趣的優化函數
• 效率滿足（>95%）
• 信噪比不滿足（<30db）
• 雜散光不滿足（>5%
10. 后續IFTA優化后的結果
感興趣的優化函數
• 效率滿足（>95%）
• 信噪比滿足（<30db）
• 雜散光滿足（<5%）
11.總結
• VirtualLab Fusion允許設計，優化和分析衍射光束整形器。
• 用戶可以使用輔助會話編輯器或者手動配置所有參數。
• 可以生成任意二維場分布，通常是高帽或線。
• 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化中。
• VirtualLab提供了一個結構設計編輯器以用于加工數據導出。
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