設(shè)計(jì)和優(yōu)化衍射1：5×5光束分束器元件

 

此應(yīng)用案例顯示了衍射光學(xué)元件（DOE）的設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)衍射分束器將一個(gè)激光束分束為一個(gè)矩形5×5陣列光束。

 

1.任務(wù)描述

 

 

2.照明光束參數(shù)

設(shè)計(jì)波長(zhǎng)：532nm

激光光束直徑（1/e2）：200um

 

3. 期望輸出場(chǎng)參數(shù)

 

 

4. VirtualLab Fusion中的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過(guò)程
 

? 對(duì)于這個(gè)近軸設(shè)計(jì)任務(wù)，使用VirtualLab Fusion會(huì)話編輯器。

? 通過(guò)逐步的引導(dǎo)用戶以完成整個(gè)配置，設(shè)計(jì)以及優(yōu)化過(guò)程。

? 最后，創(chuàng)建一個(gè)代表整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的光路圖。

? 通過(guò)經(jīng)典場(chǎng)追跡模擬，生成光分布圖。

 

5.設(shè)計(jì)步驟
 

1) 點(diǎn)擊Start→Diffractive Optics→Regular Array Beam Splitter生成光束分束器設(shè)計(jì)界面。
 

 

2) 點(diǎn)擊Next，設(shè)置輸入光束參數(shù)，選擇束腰和發(fā)散角定義類型為1/e2 Waist Diameter, Divergence Full Angle，設(shè)置波長(zhǎng)為532nm，腰束直徑為200um。
 

 

選擇束腰和發(fā)散角定義類型
 

 

確定輸入光束波長(zhǎng)及束腰直徑
 

3) 光學(xué)設(shè)置

 

選擇2f系統(tǒng)
 

 

確定2f系統(tǒng)參數(shù)（焦距和孔徑直徑）
 

4) 期望輸出光場(chǎng)確認(rèn)

 

確認(rèn)期望輸出光場(chǎng)參數(shù)：光束陣列5x5，間距1mmx1mm
 

 

確認(rèn)輸出場(chǎng)直徑（默認(rèn)情況下為期望輸出場(chǎng)的4倍）
 

5) 衍射元件參數(shù)設(shè)置

 

設(shè)置衍射元件參數(shù)：孔徑直徑設(shè)置
 

 

確定衍射元件參數(shù)：相位級(jí)次確認(rèn)
 

 

設(shè)置最小像素尺寸

 

6) 點(diǎn)擊Finish得到設(shè)計(jì)優(yōu)化界面，并點(diǎn)擊Start Design開始進(jìn)行優(yōu)化

 

6. 設(shè)計(jì)相位傳輸函數(shù)（點(diǎn)擊Show得到設(shè)計(jì)相位傳輸函數(shù)）

 

 

 

7.模擬結(jié)果
 

點(diǎn)擊Go！得到設(shè)計(jì)結(jié)果

 

 

 

 

8.總結(jié)

? VirtualLab Fusion幫助用戶設(shè)計(jì)和優(yōu)化衍射分束器元件，例如生成矩形點(diǎn)陣列。

? 通過(guò)逐步引導(dǎo)，可以幫助毫無(wú)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師完成衍射元件的設(shè)計(jì)。