DO.007（2.2）

 

這個案例演示了如何設計和優化一個二元衍射光學元件（DOE），并將其作為光束分束元件以來生成一個2D光斑陣列從而表示一個由bitmap文件定義的光圖案。

 

1.建模任務

 

2.照明光束參數
 

? 波長：532nm

? 激光光束直徑（1/e2）：500um

 

3.理想輸出場參數

? 位圖文件：DO.007_Diffractive_Beam_Splitter_for_2D_Light_Mark_01.BMP

? 衍射級次距離：1mm×1mm

? 效率：>60%

? 雜散光：≤10%

? 一致性誤差：<10%

 

 

4.設計和優化方法
 

? VirtualLab允許不同的設計和優化方法。

? 對于這個目前的情況，使用迭代傅里葉變換算法（IFTA）設計和優化期望的衍射光學元件（DOE）。
 

1) 進入任意陣列分束器會話編輯界面

 

圖1 點擊Start→Diffractive Optics→Arbitrary Array Beam Splitter
 

圖2 進入任意陣列光束分束器會話編輯界面
 

2) 確定輸入光場參數
 

圖3 確定光源定義類型：束腰直徑&全發散角
 

圖4 指定光源的波長&束腰直徑
 

3) 配置光學系統

 

圖5 確定光學系統類型

 

圖6 指定光學系統的有效焦距和孔徑直徑

 

4) 構建期望輸出場

 

圖7 指定期望輸出場構建方式
 

 

圖8 選擇相應的bitmap圖片

 

圖9 確定期望輸出場級次間的間距

 

5) 選擇優化函數

 

圖10 選擇所需的約束函數

 

6) 衍射光學元件透過率參數設置

 

圖11 指定透過率參數類型以及相位階次

 

點擊Finish，完成設計
 

7) 分析最終的光束分束器系統 

 

圖12 點擊Go！進行模擬
 

8) 輸出評估
 

? VirtualLab允許評估任意優化函數。

? 對于設計和優化的過程，計算不同價值函數，目的是確保滿足一定的要求。

 

 

9) 設計和模擬結果

設計的光束分束器傳輸相位值                  目標屏上的強度光圖樣

 

10) 總結
 

? VirtualLab提供易于使用的工具來設計和優化衍射分束器元件，生成規則和任意點陣。

? 輔助設計工具能夠幫助沒有相關設計經驗的工程師順利的完成衍射元件的設計和優化。