光束分束技術的案例
衍射光學元件光束整形、分束和擴散
衍射光學元件光整形
光學軟件VirtualLab可以用來設計和模擬用于激光光束整形的衍射光學元件。衍射光學工具箱使用強大的迭代傅里葉變換算法（IFTA）和參數優化可以用來優化：
? 衍射光學元件
? 衍射光束分束器
? 衍射擴散器
? 衍射和折射光束整形器
? 計算全息（CGH）
? 相位板
? 全息圖
被紅色和綠色激光照射的衍射線擴散器和環擴散器
衍射光學元件可以用包括聚焦透鏡，準直透鏡，光束擴展器和傅立葉透鏡來建模。光學模擬包括：
? 衍射
? 干涉
? 偏振
? 時間和空間相干度
? 強度
? 相位
? 像差
衍射光學元件可以用于各種光學系統來操縱激光，經典的應用包括：
? 材料處理
? 信息顯示
? 測量系統
? 自由空間通訊
? 汽車行業
? 軍事
? 光譜學
衍射光分束器產生的光斑 (由POG, Gera加工)
功能
衍射光學元件在您的激光系統中將會有以下功能：
? 控制衍射和干涉效應
? 客戶自定義激光光束分束后的每束光的功率
? 設計已確定特性的散射板
? 激光光束強度整形
? 使激光系統緊湊
? 產生任意的2D強度分布
? 使用IFTA快速優化成百上千個參數
一個衍射光分束器元件的一個周期的二元高度輪廓
衍射光分束器
衍射光束分束器可以將一束激光分成自定義數目的光束，每束光可以有自定義的功率和角度。光分束器一般和準直透鏡，聚焦透鏡，擴束器以及傅里葉透鏡一起使用。目標平面光束的尺寸一般由透鏡系統控制，而光束的位置和功率由衍射光束分束器控制。
展開 [NEWSLETTER] 用于激光大角度光束分束的超穎光柵
分束光柵在這些應用中起著至關重要的作用，并且這種光柵在非傍軸情況下的設計具有挑戰性。由于納米柱操縱電磁場的獨特方式，因此可以提供更多的設計可能性。我們演示了如何在VirtualLab Fusion中構建，建模和優化此類光柵。
設計二維非旁軸分束超穎光柵
我們設計了用于光束分束的二維超穎光柵。在VirtualLab Fusion中構造，分析和進一步優化了超穎光柵，特別是在衍射效率的均勻性方面。
超穎光柵的構造–實例討論
根據選定的示例，我們展示了如何在VirtualLab Fusion中構造和配置超穎結構和材料。
For more information send a message to: support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開 用于激光大角度光束分束的超穎光柵
分束光柵在這些應用中起著至關重要的作用，并且這種光柵在非傍軸情況下的設計具有挑戰性。由于納米柱操縱電磁場的獨特方式，因此可以提供更多的設計可能性。我們演示了如何在VirtualLab Fusion中構建，建模和優化此類光柵。
設計二維非旁軸分束超穎光柵
我們設計了用于光束分束的二維超穎光柵。在VirtualLab Fusion中構造，分析和進一步優化了超穎光柵，特別是在衍射效率的均勻性方面。
超穎光柵的構造–實例討論
根據選定的示例，我們展示了如何在VirtualLab Fusion中構造和配置超穎結構和材料。
For more information send a message to: support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
Internet: http://www.infotek.com.cn / http://www.honglun-seminary.com
展開 [VirtualLab] 二維非傍軸光束分束超光柵的設計
在此示例中，我們設計了一個將入射光束分成3x3光束的二維（2D）超光柵。超光柵由圓形納米柱構成，并且在VirtualLab Fusion中，我們使用FMM / RCWA評估超光柵的衍射效率。 并且，我們展示了如何使用參數優化工具來提高衍射效率的均勻性。
設計任務
僅位相透射設計（IFTA）
僅位相透射設計（IFTA）
超表面晶胞分析
構建超光柵
初始超表面設計的評估
參數優化
優化超光柵設計的評估
走進VirtualLab
VirtualLab Fusion的工作流程
? 分析超表面晶胞
- 納米柱超表面組件的嚴格分析 [用例]
? 構造超光柵
? 分析光柵衍射效率
- 光柵級次分析 [用例]
? 光柵結構參數優化
VirtualLab Fusion技術
文件信息
展開 
VirtualLab運用：模擬衍射光束分束器元件
案例23（2.0）
1.模擬任務
此案例介紹了如何使用VirtualLab Fusion 的雙界面元件來模擬一個衍射光束分束器元件。表面輪廓是由離散高度采樣定義的。因此，我們將使用采樣界面來進行模擬。
\
衍射光束分束器的表面輪廓
2.設計步驟
1)點擊Start→Diffractive Optics→Regular Array Beam Splitter以進入規則分束器設計會話編輯界面。
2)點擊Next，設置輸入光束參數，選擇束腰和發散角定義類型為1/e2 Waist Diameter, Divergence Full Angle，先設置波長為532nm，后期對光源參數進行更改，腰束直徑為200um。
展開 VirtualLab Fusion：設計和優化生成2D光標的光束分束器元件
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。
展開 【VirtualLab運用】設計和優化衍射1：5×5光束分束器元件
設計和優化衍射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
設計波長：532nm
激光光束直徑（1/e2）：200um
3. 期望輸出場參數
4. VirtualLab Fusion中的設計和優化過程
? 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，設計以及優化過程。
? 最后，創建一個代表整個光學系統的光路圖。
? 通過經典場追跡模擬，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，選擇束腰和發散角定義類型為1/e2 Waist Diameter, Divergence Full Angle，設置波長為532nm，腰束直徑為200um。
展開 【VirtualLab運用】設計和優化衍射1：5×5光束分束器元件
設計和優化衍射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
設計波長：532nm
激光光束直徑（1/e2）：200um
3. 期望輸出場參數
4. VirtualLab Fusion中的設計和優化過程
?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，設計以及優化過程。
?最后，創建一個代表整個光學系統的光路圖。
?通過經典場追跡模擬，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，選擇束腰和發散角定義類型為1/e2 Waist Diameter, Divergence Full Angle，設置波長為532nm，腰束直徑為200um。
展開 設計和優化衍射1：5×5光束分束器元件
設計和優化衍射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
設計波長：532nm
激光光束直徑（1/e2）：200um
3. 期望輸出場參數
4. VirtualLab Fusion中的設計和優化過程
? 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，設計以及優化過程。
? 最后，創建一個代表整個光學系統的光路圖。
? 通過經典場追跡模擬，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，選擇束腰和發散角定義類型為1/e2 Waist Diameter, Divergence Full Angle，設置波長為532nm，腰束直徑為200um。
展開 VirtualLab運用：設計和優化生成2D光標的光束分束器元件
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。
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