設計和優(yōu)化衍射1：5×5光束分束器元件

 

此應用案例顯示了衍射光學元件（DOE）的設計，通過設計一個衍射分束器將一個激光束分束為一個矩形5×5陣列光束。

 

1.任務描述

 

 

2.照明光束參數(shù)

設計波長：532nm

激光光束直徑（1/e2）：200um

 

3. 期望輸出場參數(shù)

 

 

4. VirtualLab Fusion中的設計和優(yōu)化過程

 

?對于這個近軸設計任務，使用VirtualLab Fusion會話編輯器。

?通過逐步的引導用戶以完成整個配置，設計以及優(yōu)化過程。

?最后，創(chuàng)建一個代表整個光學系統(tǒng)的光路圖。

?通過經(jīng)典場追跡模擬，生成光分布圖。

 

5.設計步驟

 

1)點擊Start→Diffractive Optics→Regular Array Beam Splitter生成光束分束器設計界面。

 

 

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

 

 

選擇束腰和發(fā)散角定義類型

 

 

確定輸入光束波長及束腰直徑

 

3)光學設置

 

選擇2f系統(tǒng)

 

 

確定2f系統(tǒng)參數(shù)（焦距和孔徑直徑）

 

4)期望輸出光場確認

 

確認期望輸出光場參數(shù)：光束陣列5x5，間距1mmx1mm

 

 

確認輸出場直徑（默認情況下為期望輸出場的4倍）

 

5)衍射元件參數(shù)設置

 

設置衍射元件參數(shù)：孔徑直徑設置

 

 

確定衍射元件參數(shù)：相位級次確認

 

 

設置最小像素尺寸

 

6)點擊Finish得到設計優(yōu)化界面，并點擊Start Design開始進行優(yōu)化

 

6. 設計相位傳輸函數(shù)（點擊Show得到設計相位傳輸函數(shù)）

 

 

 

7.模擬結(jié)果

 

點擊Go！得到設計結(jié)果

 

 

 

 

8.總結(jié)

?VirtualLab Fusion幫助用戶設計和優(yōu)化衍射分束器元件，例如生成矩形點陣列。

?通過逐步引導，可以幫助毫無設計經(jīng)驗的工程師完成衍射元件的設計。

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