迭代傅里葉變換算法的案例
高數值孔徑衍射分束器設計
案例386（1.0）
關鍵詞：衍射光學元件、DOE、高數值孔徑，畸變補償，幾何畸變，枕形，桶形，強度衰減，功率、陡降、損耗、預備信號場、光圖形、迭代傅里葉變換算法、IFTA、模組、分束器、衍射
1. 摘要
? 通過該案例闡述了如何利用迭代傅里葉變換算法進行高數值孔徑衍射分束器設計。
? 通過來分束器可以生成一個5x5規則的點陣圖形。
? 然而，由于偏轉角較大使得目標平面上這個規則的5x5點陣圖案產生了一個形變。
? 可以利用VirtualLab 模塊 Mod014 在迭代傅里葉變換算法設計中預補償該圖形的形變。
2. 設計任務：規則的5×5光束分束器
? 設計衍射分束器用于在衍射元件遠場生成規則的高數值孔徑光圖形。
? 最大衍射角(水平/豎直)：α=β=22.3°
? 最大衍射角(對角線)=30.1°
3. 設計任務
? 光源參數：
— 高斯光源波長：532nm
— 光束直徑(1/e2)：80um
? 系統參數：
— 衍射元件到屏幕距離：z=0.3m
? 期望輸出場：
— 期望點圖形：規則圖形，5×5的點陣
— 級次間距：49.2mm
— 目標圖案依據示例文件
“Sc386_TargetPattern_1.ca2”
? DOE參數：
— 僅改變位相的衍射光學元件
— 離散DOE的位相階數：4
4. 點圖形的變形
? 衍射元件通常是在等間距的計算網格上利用角譜域的迭代傅里葉變換算法完成設計。
? 對于非近軸衍射元件，衍射角和光軸上點的橫向距離之間沒有線性關系。
? 對于非近軸衍射角，期望點位置與最終獲得枕形畸變的點位置之間存在一個的差異。
展開 衍射光學元件設計
在VirtualLab中可以找到用于衍射元件設計和優化的特定技術(如迭代傅里葉變換算法或IFTA)，可通過一個會話編輯器來完成，引導用戶在不太了解該方法的條件下完成設計過程。過程中包含了對設計約束的自動檢查。
用于生成2D光標的衍射光束分束器設計
VirtualLab中的迭代傅里葉變換算法（IFTA）可以高效和靈活地設計定制化光束分束器。
生成LightTrans圖標的衍射擴散器設計
設計了兩個具有連續或離散相位分布的衍射擴散器，以生成LightTrans商標。并對其性能進行了研究。
非近軸衍射分束器的設計與優化
為了說明一般工作流程，我們展示了兩個案例：在第一個案例中，我們采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)和基于薄元近似（TEA）的結構設計生成一系列分束器的初始設計，然后通過傅里葉模態法或嚴格耦合波分析(FMM/RCWA)進一步優化。為了給最后一個優化步驟定義一個合適和有效的優化函數，應用了可編程光柵分析器。第二個示例更詳細地介紹了這一部分。
非近軸衍射分束器的嚴格分析
采用傅里葉模態法(FMM)對非近軸衍射分束器進行了嚴格的評價，該方法最初采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)和薄元近似算法(TEA)進行設計。
高數值孔徑分束器優化與用戶定義的優化函數
這個應用案例演示了如何定義和使用用戶自定義優化函數，用于評估和優化衍射高數值孔徑分束器的衍射級次效率。
展開 VirtualLab運用：設計和優化衍射擴散器生成2D光模式
預設IFTA優化文檔：設計
?完成輔助會話編輯器設置之后，基于迭代傅里葉變換算法（IFTA）彈出一個預設計和優化文檔。
?設計（Design）頁面允許指定每個優化步驟的迭代次數。
?點擊Start Design按鈕開始優化設計。
?如果沒有進一步改善，SNR Optimization for Quantized Transmission（量化透過率的信噪比優化）步驟將自動停止。
15.擴散器優化
?為了檢查設計擴散器透過率函數，優化之后，點擊Show按鈕。
16.優化的傳輸
?對于phase-only透過率函數，必須通過查看相位來觀察設計。
?由于衍射擴散器的優化始于隨機相位，不同的優化會生成不同的透過率相位函數。
17.擴散器分析：優化函數
?分析（Analysis）頁面允許計算最后的價值函數。
18.擴散器系統分析
進行模擬
19.設計和模擬結果
20.結論
?VirtualLab Fusion提供易于使用的工具來設計和優化衍射光擴散器元件來生成規律和任意光圖樣。
?輔助設計步驟能夠讓無經驗的設計者順利的完成衍射元件的設計。
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展開 
生成LightTrans光標的衍射擴散器的設計
在這個例子中，生成LightTrans商標的散射器由VirtualLab中的迭代傅里葉變換算法（IFTA）設計。通過引入不同的限制，獲得了包含連續和四級離散相位函數的兩個設計，并分析了它們的性能。
設計任務
結果
文件信息
編程用于執行IFTA設計的模塊
在衍射光學元件 (DOEs) 如分束器的設計中，通常采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)。VirtualLab Fusion為所有設計參數的配置提供了一個循序漸進的向導。然而，對于某些特定的設計任務，能夠以自動化的方式執行算法而不需要圖形用戶界面是很有意義的。因此，在本文中，展示了利用VirtualLab Fusion中自定義的C#模塊來執行IFTA設計。
摘要
非近軸衍射分束器的設計與嚴格分析
在此示例中，將迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）用于衍射元結構的初始設計，然后將傅里葉模態法（FMM）應用于嚴格的性能評估。
摘要
VirtualLab Fusion:編程用于執行IFTA設計的模塊
摘要
在衍射光學元件 (DOEs) 如分束器的設計中，通常采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)。VirtualLab Fusion為所有設計參數的配置提供了一個循序漸進的向導。然而，對于某些特定的設計任務，能夠以自動化的方式執行算法而不需要圖形用戶界面是很有意義的。因此，在本文中，展示了利用VirtualLab Fusion中自定義的C#模塊來執行IFTA設計。
任務描述和示例代碼
IFTA設置的準備工作
為了運行該模塊，必須生成初始IFTA文檔
結果
產生的相位函數
文本文件中的性能輸出
文件信息
[NEWSLETTER] 編程用于執行IFTA設計的模塊
摘要
在衍射光學元件 (DOEs) 如分束器的設計中，通常采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)。VirtualLab Fusion為所有設計參數的配置提供了一個循序漸進的向導。然而，對于某些特定的設計任務，能夠以自動化的方式執行算法而不需要圖形用戶界面是很有意義的。因此，在本文中，展示了利用VirtualLab Fusion中自定義的C#模塊來執行IFTA設計。
任務描述和示例代碼
IFTA設置的準備工作
為了運行該模塊，必須生成初始IFTA文檔
結果
產生的相位函數
文本文件中的性能輸出
文件信息
延伸閱讀
- 可編程元件的自定義幫助
- 可編程光源，函數，界面和介質
- 如何使用可編程函數及示例(柱透鏡)
展開 VirtualLab Fusion編程用于執行IFTA設計的模塊
摘要
在衍射光學元件 (DOEs) 如分束器的設計中，通常采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)。VirtualLab Fusion為所有設計參數的配置提供了一個循序漸進的向導。然而，對于某些特定的設計任務，能夠以自動化的方式執行算法而不需要圖形用戶界面是很有意義的。因此，在本文中，展示了利用VirtualLab Fusion中自定義的C#模塊來執行IFTA設計。
任務描述和示例代碼
IFTA設置的準備工作
為了運行該模塊，必須生成初始IFTA文檔
結果
產生的相位函數
文本文件中的性能輸出
文件信息
延伸閱讀
- 可編程元件的自定義幫助
- 可編程光源，函數，界面和介質
- 如何使用可編程函數及示例(柱透鏡)
展開 編程用于執行IFTA設計的模塊
摘要
在衍射光學元件 (DOEs) 如分束器的設計中，通常采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)。VirtualLab Fusion為所有設計參數的配置提供了一個循序漸進的向導。然而，對于某些特定的設計任務，能夠以自動化的方式執行算法而不需要圖形用戶界面是很有意義的。因此，在本文中，展示了利用VirtualLab Fusion中自定義的C#模塊來執行IFTA設計。
任務描述和示例代碼
IFTA設置的準備工作
為了運行該模塊，必須生成初始IFTA文檔
結果
產生的相位函數
文本文件中的性能輸出
文件信息
延伸閱讀
- 可編程元件的自定義幫助
- 可編程光源，函數，界面和介質
- 如何使用可編程函數及示例(柱透鏡)
展開 
編程用于執行IFTA設計的模塊
摘要
在衍射光學元件 (DOEs) 如分束器的設計中，通常采用迭代傅里葉變換算法(IFTA)。VirtualLab Fusion為所有設計參數的配置提供了一個循序漸進的向導。然而，對于某些特定的設計任務，能夠以自動化的方式執行算法而不需要圖形用戶界面是很有意義的。因此，在本文中，展示了利用VirtualLab Fusion中自定義的C#模塊來執行IFTA設計。
任務描述和示例代碼
IFTA設置的準備工作
為了運行該模塊，必須生成初始IFTA文檔
結果
產生的相位函數
文本文件中的性能輸出
文件信息
延伸閱讀
- 可編程元件的自定義幫助
- 可編程光源，函數，界面和介質
- 如何使用可編程函數及示例(柱透鏡)
展開 VirtualLab Fusion應用：非近軸衍射分束器的設計與嚴格分析
因此，在這個例子中，迭代傅里葉變換算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始設計結構，和傅里葉模態方法(FMM)隨后應用于嚴格的性能評估。
[VirtualLab] 回到DOE設計的未來（1）
在這一領域，VirtualLab Fusion的快速、準確和靈活的模擬和設計算法發揮了它們的優勢：不同的求解器的優勢，如薄元件近似（TEA）、嚴格耦合波分析（RCWA）和自由空間傳播的傅立葉技術相結合，使光學工程師不僅可以設計元件，還可以分析它們在復雜系統中的行為。
例如，我們想介紹一種非傍軸分束器的設計，該分束器通過應用嚴格的技術進一步優化。該案例深入研究了我們的衍射光學元件和微結構組件。
非傍軸衍射分束器的設計與嚴格分析
傅里葉模態法（FMM）應用于非傍軸衍射分束器的嚴格評估，該分束器最初是使用迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元件近似（TEA）設計的。
展開 [NEWSLETTER] 用于點陣投影儀的非近軸分束器
它允許應用嚴格的傅里葉模態方法/嚴格的耦合波分析（FMM/RCWA），以必要的精度建立非近軸分束器的模型，同時通過結合其他技術避免計算過度，這些技術可以更快分析系統中其他潛在元件，包括是否在自由空間傳播、通過鏡頭還是兩者兼而有之。所有這些都是在一個具有一致性光源模型的單一軟件平臺上進行的，這意味著從一種建模技術到另一種建模技術不會丟失重要信息，也避免了不同軟件包之間任何繁瑣的來回操作。
在本周的時事通訊中，我們展示了這樣一個點陣投影儀系統，提供了對該設備的工作原理的分析和涵蓋其設計的文檔。
一個點陣投影儀的功能原理的演示
本用例展示了點陣投影儀的工作原理，包括在衍射分束器的理想設計和真實設計之間的比較。
非近軸結構的設計與嚴格分析
衍射分束器
采用傅里葉模態法（FMM）對非近軸衍射分束器進行了嚴格的分析，該方法最初采用迭代傅里葉變換算法（IFTA）和薄元近似算法（TEA）進行設計。
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