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在這個使用案例中，我們介紹了VirtualLab Fusion的衍射角計算器，這是一種用于涉及光柵方程計算的便捷工具。

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在這個使用案例中，我們介紹了VirtualLab Fusion的衍射角計算器，這是一種用于涉及光柵方程計算的便捷工具。

從加工車間的 “錐角公差該松該緊”，到采購間的 “哪家參數真能用”，VirtualLab Fusion 和VirtualLab Unity像個 “光學預判官”：不用抱著實物跑實驗室，不用等加工完才發現光束 “歪了”，把軸錐鏡的錐角、材料、面型誤差都揉進仿真里，加工師傅知道 “卡到哪步不返工”，采購知道 “哪家參數沒摻水”，連最終裝到系統里的貝塞爾光束，都和仿真里的光斑幾乎沒差。

本文接上一篇《VirtualLab Fusion：衍射光束整形鏡的優化（1）》6.計算經過透過率函數之后的場? 經過光束整形器后的光場應該稱為Eout(x,y),接下來我們將對其進行計算。? 從衍射光束整形器對話框的優化文檔中可以提取計算光束整形器透過率函數。? 選擇衍射光束整形器對話框，然后單擊Next。

摘要衍射光柵的定義特征是其結構的周期性，正如傅立葉理論所預測的那樣，這會導致入射光在透射和反射方面被分割成一組離散的級次。這些傳播級次的數量，以及每個傳播級次的偏轉角，取決于輻射的波長、光柵前后介質的折射率、結構的周期和入射角。這種相關性在數學上被編碼在光柵方程中。在這個用例中，我們介紹了VirtualLab Fusion的衍射角計算器，這是一個用于計算光柵方程的方便工具。

? 由于衍射擴散器的優化始于隨機相位，不同的優化過程會產生不同的透過率相位函數 14. 光路圖（LPD）的系統分析 15.總結? 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矩形（擴散線或Top Hats）和任意光圖樣。? 輔助設計步驟也使在衍射光學方面無經驗的光學工程師完成衍射光學元件的設計。

正因為如此，它們可以被設計為角度截止濾波器。在本例中，根據Bang等人的工作，構造體光柵，分析它們的角度靈敏度，然后在分束DOE系統中使用其中一個光柵作為角濾波器。仿真中給出了不期望的高衍射級的抑制。

可以利用常用的軟件生成鏡頭文件，也可以用VirtualLab Fusion中的Lens Sytem表面編輯的功能進行編輯。VirtualLab Fusion仿真VirtualLab Fusion支持導入外部鏡頭文件，導入對應的鏡頭文件后會自動生成一個光路編輯器，如圖3所示。圖3.

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。

衍射效率vs.相對深度 4. 衍射效率vs.傾斜角 5. 衍射效率vs. 填充因子 6. 衍射效率vs.變化的入射角 7. 走進VirtualLab Fusion 8.

衍射效率與變化的入射角 光柵衍射效率通常受入射角影響較大。

光柵的角度響應□ 在VirtualLab Fusion中，光柵元件的運算符通過FMM(又名RCWA)在k域中建模。□ 對于給定的光柵，其衍射行為與輸入場有關?！?不同波長/偏振態下的衍射效率不同，不同入射角度下的衍射效率也不同?！?為了解決角度相關的衍射行為，可能需要指定k域(角空間)的采樣點。請參閱下面的示例以進一步說明。

光柵的角度響應?在VirtualLab Fusion中，光柵元件的運算符通過FMM(又名RCWA)在k域中建模。?對于給定的光柵，其衍射行為與輸入場有關。?不同波長/偏振態下的衍射效率不同，不同入射角度下的衍射效率也不同。?為了解決角度相關的衍射行為，可能需要指定k域(角空間)的采樣點。請參閱下面的示例以進一步說明。

?由于衍射擴散器的優化始于隨機相位，不同的優化過程會產生不同的透過率相位函數 14. 光路圖（LPD）的系統分析 15.總結?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矩形（擴散線或Top Hats）和任意光圖樣。?輔助設計步驟也使在衍射光學方面無經驗的光學工程師完成衍射光學元件的設計。

得到設計結果 8.總結?VirtualLab Fusion幫助用戶設計和優化衍射分束器元件，例如生成矩形點陣列。?通過逐步引導，可以幫助毫無設計經驗的工程師完成衍射元件的設計。

結論 ?VirtualLab Fusion可以設計衍射光束整形元件來將單模激光光束塑造成任意二維強度分布。?可以通過衍射透射DOEs以及反射DOEs進行光束整形。?通過對透射DOE的光學函數進行數值計算從而獲得反射DOEs的光學函數。

A 36, 1551-1558 (2019) 參考文獻 VirtualLab Fusion的強大之處，不只是“能算出結果”，而是它提供了一套圍繞光場傳播的完整分析邏輯。VirtualLab Fusion 的場追跡技術，本質上是將光場傳播統一到傅里葉域框架下，再針對不同傳播任務選擇合適的傅里葉變換算法組合來實現高效而精確的計算。