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案例307.01 這個例子演示了由折射光束整形器會話編輯器來設(shè)置光束整形器系統(tǒng)。生產(chǎn)的系統(tǒng)的光學(xué)性能可以由VirtualLab Fusion的參數(shù)優(yōu)化得到改善。 1.建模任務(wù) 2. 系統(tǒng)設(shè)置的會話編輯器 ? 應(yīng)用折射光束整形器會話編輯器輔助搭建標(biāo)準(zhǔn)的光束整形系統(tǒng)。? 必須指定入射光束，光學(xué)設(shè)置和輸出場的參數(shù)。

? 盡管整體高帽形狀得到了優(yōu)化，但高帽在光軸附近仍舊包含具有一定的一致性誤差。光路圖中的第二個衍射優(yōu)化函數(shù)探測器可以用于計算和優(yōu)化高帽中心區(qū)域一致性誤差以進一步提升光束質(zhì)量并在邊緣形狀和光軸附近的一致性誤差之間尋找平衡。 6.結(jié)論 ? VirtualLab Fusion允許進行折射光束整形系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化。 ? 模擬和優(yōu)化考慮了衍射，干涉和像差的影響。

案例307.01 這個例子演示了由折射光束整形器會話編輯器來設(shè)置光束整形器系統(tǒng)。生產(chǎn)的系統(tǒng)的光學(xué)性能可以由VirtualLab Fusion的參數(shù)優(yōu)化得到改善。 1.建模任務(wù) 2. 系統(tǒng)設(shè)置的會話編輯器 ?應(yīng)用折射光束整形器會話編輯器輔助搭建標(biāo)準(zhǔn)的光束整形系統(tǒng)。?必須指定入射光束，光學(xué)設(shè)置和輸出場的參數(shù)。

1.簡介 這個示例演示了一個典型的光束整形的任務(wù)。展示了可能的期望需求，設(shè)計，優(yōu)化和一個能夠生成無散斑高帽的衍射光學(xué)元件(DOE)的相位透過率函數(shù)的分析。

擴散器一般與準(zhǔn)直透鏡，聚焦透鏡，光束擴束器和傅里葉透鏡一起使用。光學(xué)分辨率一般由透鏡系統(tǒng)控制，而衍射擴散器控制強度分布。衍射擴散器可以產(chǎn)生如下的光分布：? 矩形和圓形高帽? 線形散射光斑? 十字叉絲圖案? 網(wǎng)格圖案? 任意2D強度分布 衍射擴散器產(chǎn)生的光圖案衍射光束整形器 衍射和折射光束整形元件一般用于相干激光光束的強度整形。

假設(shè)和限制Kogelnik的耦合波理論與其他理論相比具有優(yōu)勢，可以準(zhǔn)確預(yù)測體積相位光柵的零階和一階效率的響應(yīng)。然而，當(dāng)厚度較低或折射率調(diào)變 (modulation) 較大時，這種準(zhǔn)確性可能會降低。因此，有必要討論Kogelnik理論的適用範(fàn)圍，供使用者參考。 折射率調(diào)變: 與平均折射率相比，折射率調(diào)變不能太大。換句話說，n1/n << 1，這在大多數(shù)實際情況下是正確的。

但有時因為分類數(shù)據(jù)報告(Prescription data)不夠齊全，在進行模擬時會需要簡化後的模型。舉例而言，當(dāng)我們無法得到真實的鍍膜資訊時，OpticStudio中的理想(IDEAL)和表定(TABLE)鍍膜設(shè)定就可以派上用場。相似的，Jones Matrix可以在缺乏實際模型的情況下，用來表示偏振元件。

“Gaussian Waist”光束定義的輸入參數(shù)的進一步描述可以在標(biāo)題為“關(guān)於物理光學(xué)傳播”的Help系統(tǒng)部分中找到。Laguerre-Gaussian 模態(tài)對於圓柱對稱的雷射腔設(shè)計，即具有圓形增益孔徑，Laguerre-Gaussian模態(tài)提供了對近軸波動方程的適當(dāng)解。這些模式的電場分佈可以寫成Laguerre polynomials。

仿真成果：可模擬雙折射透鏡組的偏振調(diào)控效果，生成光強透射率曲線，驗證填充因子提升效果；同時通過公差分析功能，評估加工誤差對整形效果的影響，為工程化生產(chǎn)提供風(fēng)險預(yù)判。仿真圖（圖3）清晰展示偏振器、雙折射透鏡、空間濾波器的光路布局與光束傳輸特性。圖3 雙折射透鏡整形系統(tǒng)（3）衍射光學(xué)元件（DOE）衍射光學(xué)元件利用光的波動性實現(xiàn)相位與振幅調(diào)控，在小型化、集成化光學(xué)系統(tǒng)中不可或缺。

透鏡參數(shù)在光學(xué)設(shè)計上常使用的最小化Seidel斜向像散的方法可透過在OpticStudio的評價函數(shù)中加入ASTI操作數(shù)達成目的，此時我們將目標(biāo)值設(shè)為0、加大權(quán)重，並且使用單一波長。在縮小遠點球面上最小模糊圈的方面，我們可以透過OpticStudio的預(yù)設(shè)優(yōu)化函數(shù)和光點半徑標(biāo)準(zhǔn)等功能達成目的。

DOE基礎(chǔ)知識 對于許多應(yīng)用而言，DOE可以用于產(chǎn)生一些傳統(tǒng)的反射或折射光學(xué)元件無法達到的獨特光學(xué)功能，在系統(tǒng)配置方面更加靈活。與折射解決手段相比，DOE具有很多優(yōu)勢，包括尺寸小、單個元件具有多種功能、角度精度高、厚度小和相比于折射解法時間色散較小等。

? 這個案例將演示設(shè)計菲涅爾類型光束整形元件。

，傳輸50mm后的光束）和期望輸出場（高帽）?選擇優(yōu)化區(qū)域創(chuàng)建方法?這個案例將演示設(shè)計菲涅爾類型光束整形元件。

DOE基礎(chǔ)知識 對于許多應(yīng)用而言，DOE可以用于產(chǎn)生一些傳統(tǒng)的反射或折射光學(xué)元件無法達到的獨特光學(xué)功能，在系統(tǒng)配置方面更加靈活。與折射解決手段相比，DOE具有很多優(yōu)勢，包括尺寸小、單個元件具有多種功能、角度精度高、厚度小和相比于折射解法時間色散較小等。

後表面可以是平面、球面、圓錐面、多項式非球面或環(huán)形表面。這使得陣列中透鏡元件表面形狀的定義和優(yōu)化具有了極大的靈活性。下圖顯示了透鏡陣列1物體，它是由7 x 5個矩形透鏡組成的透鏡陣列，每個矩形透鏡都可以看作一個球面透鏡的矩形區(qū)域。其它可以用於該應(yīng)用程式的物體包括透鏡陣列2物件和六邊形透鏡陣列(Hexagonal Lenslet Array)物件。

光束整形＞折射光學(xué) 任務(wù)描述 亮點 用戶友好界面引導(dǎo)設(shè)計一個光束整形元件，從而將高斯激光光束整形成一個圓形平頂光束。

光束傳輸系統(tǒng)（BDS.0005 v1.0）二極管激光光束使用無色散離軸反射裝置進行準(zhǔn)直和整形 簡述案例 系統(tǒng)詳情?光源-強象散VIS激光二極管?元件-光束準(zhǔn)直和整形的反射元件（例如圓柱拋物面鏡）-具有高斯振幅調(diào)制的光闌?探測器-光線可視化（3D顯示）-波前差探測-場分布和相位計算

可以在我們的知識庫文章中找到用於生成閃耀光柵的巨集:如何使用巨集計算繞射光學(xué)元件的垂度。或者，參考文獻[3]顯示了如何使用Lumerical FDTD軟體為給定的相位曲線設(shè)計超穎透鏡。這種方法的缺點是設(shè)計人員可能無法檢查整個系統(tǒng)的性能。例如，沒有辦法考慮所有繞射階數(shù)來檢查點擴展函數(shù)（PSF）。

工程師可以設(shè)計這些微米級結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)不同的照明圖案（例如環(huán)形、正方形或十字形）。衍射勻光器可用于實現(xiàn)光源均勻化，并將較窄的光束傳播到更廣泛的角度范圍內(nèi)，而不受傳統(tǒng)折射光學(xué)元件的限制，其應(yīng)用包括：機器視覺系統(tǒng)，可提供均勻的照明以實現(xiàn)更好的圖像捕獲；顯示器，可用于改善視角；閃光激光雷達，可用于將激光束均勻分布到廣闊的區(qū)域；以及掃描激光雷達，可用于控制激光光束的擴散程度（這也被稱為擴散角）。