此示例主要設計一個衍射光學原件以將光偏折到x軸方向。

 

關鍵字：衍射光學，衍射光學元件，擴散器，線焦點

需要的工具箱：衍射光學工具箱

相關案例：D0.002；DO.003

相關教程：144.01

 

1. 建模任務

 

輸入光束參數

波長：632.8nm

激光光束直徑（1/e2）：700um

 

期望輸出場參數

 

直徑：5mm

效率：>80%

噪聲限制：5%

由于相干照明，最后的光分布包含有散斑! ! !

 

2. 設計參數設置

點擊Start→Diffractive Optics→Regular Shape Diffuser，進入規則整形器設計界面。
 

 

1) 輸入光束參數設置

 

點擊Next，以進入具體參數選擇和設置界面。

 

定義輸入光束的束腰和發散角，選擇1/e2Waist Diameter ，Divergence Full Angle（束腰直徑1/e2和全角發散）。

點擊Next，進入輸入光束參數波長和束腰設置界面。設置波長為632.8nm，束腰直徑為700um。

 

點擊Next，進行光學參數設置。
 

2) 光學系統選擇及設置

選擇光學系統為1f-Setup。
 

點擊Next，得到光學參數設置界面。

設置透鏡的有效焦距為50mm。
 

3) 期望輸出場設置

點擊Next，進行期望輸出場設置。Dimension（維度）選擇Diffuse Line。

 

 

設置Top Hat Parameters（高帽參數），Top Hat Diameter（高帽直徑）為5mm，Resolution（分辨率）為30um。最大相對雜散光強度（Maximum Relative Stray Light Intensity）1%。

 

4) 優化函數選擇

 

選擇Conversion Efficiency（轉換效率），Uniformity Error（一致性誤差），Maximum Relative Intensity of Stray Light（最大相對雜散光強度）函數。

 

5) 衍射光學元件孔徑參數，透過率參數以及周期、像素尺寸等設置

 

 

6) 設計參數匯總界面

 

 

3. 應用迭代傅里葉變換算法對擴散器進行優化

 

通過點擊Start（開始），開始進行優化設計。

 

 

4. 光路圖
 

 

點擊Go！（運行）獲得模擬結果

   

 

5. 光路圖

雙擊高斯波長光源

 

高斯光源設置

 

 

? 關掉生成截面區域。

? 點擊Ok按鈕。

? 在光路圖上，點擊Go!

6. 模擬結果

 

在目標平面上的二維強度分布

 

7. 總結

? VirtualLab Fusion幫助客戶設計生成散射線或高帽的衍射光學元件。

? 輔助設計步驟也使那些在衍射光學方面無經驗的光學工程師能夠完成各類衍射元件的設計工作。