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本文接上一篇《VirtualLab Fusion：衍射光束整形鏡的優(yōu)化（1）》6.計(jì)算經(jīng)過(guò)透過(guò)率函數(shù)之后的場(chǎng)? 經(jīng)過(guò)光束整形器后的光場(chǎng)應(yīng)該稱為Eout(x,y),接下來(lái)我們將對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。? 從衍射光束整形器對(duì)話框的優(yōu)化文檔中可以提取計(jì)算光束整形器透過(guò)率函數(shù)。? 選擇衍射光束整形器對(duì)話框，然后單擊Next。

VirtualLab Fusion：基本工具箱+衍射工具箱 1.建模任務(wù) ? 這個(gè)案例演示了設(shè)計(jì)一個(gè)理想化微結(jié)構(gòu)的光束整形鏡。? 光束整形鏡產(chǎn)生一個(gè)任意相位調(diào)制（非離散相位級(jí)次）。? 反射鏡將高斯激光束整形成一個(gè)圓形高帽。? 這個(gè)案例將演示計(jì)算反射鏡的光學(xué)函數(shù)。? 在開(kāi)始此案例之前，我們迫切建議您閱讀案例LBS.001和545。

衍射光束整形器元件傳輸像素大小：21.5×21.5um像素：250×250直徑：5.4×5.4mm相位級(jí)次：4 2.光路圖 開(kāi)始光學(xué)系統(tǒng)仿真 3.系統(tǒng)仿真? 目標(biāo)屏上的強(qiáng)度? 效率：72%? 均勻性誤差：3.7% 4.結(jié)論? 可以仿真近軸和非近軸透鏡以及透鏡系統(tǒng)

VirtualLab Fusion：基本工具箱+衍射工具箱 1.建模任務(wù) ?這個(gè)案例演示了設(shè)計(jì)一個(gè)理想化微結(jié)構(gòu)的光束整形鏡。?光束整形鏡產(chǎn)生一個(gè)任意相位調(diào)制（非離散相位級(jí)次）。?反射鏡將高斯激光束整形成一個(gè)圓形高帽。?這個(gè)案例將演示計(jì)算反射鏡的光學(xué)函數(shù)。?在開(kāi)始此案例之前，我們迫切建議您閱讀案例LBS.001和545。

后續(xù)IFTA優(yōu)化后的結(jié)果 感興趣的優(yōu)化函數(shù)?效率滿足（>95%）?信噪比滿足（<30db）?雜散光滿足（<5%） 11.總結(jié)?VirtualLab Fusion允許設(shè)計(jì)，優(yōu)化和分析衍射光束整形器。?用戶可以使用輔助會(huì)話編輯器或者手動(dòng)配置所有參數(shù)。?可以生成任意二維場(chǎng)分布，通常是高帽或線。

光路圖中的第二個(gè)衍射優(yōu)化函數(shù)探測(cè)器可以用于計(jì)算和優(yōu)化高帽中心區(qū)域一致性誤差以進(jìn)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(jìn)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。? 信噪比和轉(zhuǎn)換效率的評(píng)價(jià)函數(shù)可以用于系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)估。

光束整形器是用于將近高斯入射激光束變換成在特定工作平面中具有明顯邊界的圓形、矩形、正方形、線或其它形狀的強(qiáng)度均勻光斑的DOE。通過(guò)光束整形器實(shí)現(xiàn)的均勻強(qiáng)度分布能夠均勻地處理表面，防止對(duì)工件的過(guò)度曝光或曝光不足。此外，光斑的特征在于存在一個(gè)鮮明的過(guò)渡區(qū)，使得在處理區(qū)域和未處理區(qū)域之間形成清晰的邊界。光束整形器包括均化器，平頂光束整形器，渦旋透鏡（螺旋相位板）和衍射錐透鏡。

VirtualLab Fusion多元化光學(xué)仿真平臺(tái)的應(yīng)用領(lǐng)域VirtualLab Fusion能夠?qū)崿F(xiàn)多元化光學(xué)的建模和仿真，已廣泛的應(yīng)用于高校、研究所以及各知名光學(xué)企業(yè)。其主要應(yīng)用領(lǐng)域如下：1.光束整形VirtualLab Fusion能夠使用自由曲面，衍射光束分束器與圖案生成器，擴(kuò)散器和常規(guī)陣列微光學(xué)元件（包括但不局限于微透鏡陣列）實(shí)現(xiàn)光束整形。

光路圖中的第二個(gè)衍射優(yōu)化函數(shù)探測(cè)器可以用于計(jì)算和優(yōu)化高帽中心區(qū)域一致性誤差以進(jìn)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(jìn)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。

光路圖中的第二個(gè)衍射優(yōu)化函數(shù)探測(cè)器可以用于計(jì)算和優(yōu)化高帽中心區(qū)域一致性誤差以進(jìn)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(jìn)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。?信噪比和轉(zhuǎn)換效率的評(píng)價(jià)函數(shù)可以用于系統(tǒng)質(zhì)量評(píng)估。

傳統(tǒng)鏡頭分析多依托幾何鏡頭設(shè)計(jì)等專業(yè)工具，而在需要精細(xì)化衍射分析的實(shí)際場(chǎng)景中，光學(xué)仿真需兼顧衍射效應(yīng)等關(guān)鍵物理特性。本次我將以像散轉(zhuǎn)換器為實(shí)操案例，為大家講解如何通過(guò) VirtualLab Fusion 導(dǎo)入鏡頭文件，完成包含衍射分析的光學(xué)系統(tǒng)仿真。圖1.

光束整形器是用于將近高斯入射激光束變換成在特定工作平面中具有明顯邊界的圓形、矩形、正方形、線或其它形狀的強(qiáng)度均勻光斑的DOE。通過(guò)光束整形器實(shí)現(xiàn)的均勻強(qiáng)度分布能夠均勻地處理表面，防止對(duì)工件的過(guò)度曝光或曝光不足。此外，光斑的特征在于存在一個(gè)鮮明的過(guò)渡區(qū)，使得在處理區(qū)域和未處理區(qū)域之間形成清晰的邊界。光束整形器包括均化器，平頂光束整形器，渦旋透鏡（螺旋相位板）和衍射錐透鏡。

得到設(shè)計(jì)結(jié)果 8.總結(jié)? VirtualLab Fusion幫助用戶設(shè)計(jì)和優(yōu)化衍射分束器元件，例如生成矩形點(diǎn)陣列。? 通過(guò)逐步引導(dǎo)，可以幫助毫無(wú)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的工程師完成衍射元件的設(shè)計(jì)。

VirtualLab Fusion 軟件能夠設(shè)計(jì)用于激光光束整形和傳導(dǎo)的透鏡和反射鏡系統(tǒng)。 折射透鏡和反射鏡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是激光光束控制的基礎(chǔ)，如：?準(zhǔn)直?聚焦?光束傳導(dǎo)?激光掃描儀?橫向光束整形VirtualLab Fusion軟件能夠?qū)κ褂霉饩€追跡方法設(shè)計(jì)的激光系統(tǒng)的性能進(jìn)行進(jìn)一步的提升。

Modeling Level 1 在建模級(jí)別1中通過(guò)強(qiáng)制所有的傅里葉變換都是逐點(diǎn)的，衍射完全被忽略。這種建模在焦點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)不到光的應(yīng)用中通常就足夠了，例如遠(yuǎn)場(chǎng)光束整形[Yang2020]、干涉儀裝置和分束光柵。 如果光源是激光光束，通常建議選擇衍射光源（Diffraction of Source Included）模式下的選項(xiàng)。以束腰定義的高斯光束為例。

9.光路圖 ? 在光路圖中設(shè)置優(yōu)化后的光束整形器透過(guò)率函數(shù)來(lái)分析系統(tǒng)。 10.設(shè)計(jì)結(jié)果 11.結(jié)論? VirtualLab Fusion允許設(shè)計(jì)衍射光束整形器。? 可以生成Donut模式。? 一個(gè)在光束整形元件中心的相位渦旋幫助增大生成的donut模式焦點(diǎn)的對(duì)比度和深度。

239 6.3.2 切爾尼-特納光譜儀—光譜分辨率及鈉雙譜線分析 250 第七章 光束整形 256 7.1 折射光學(xué) 256 7.1.1 設(shè)計(jì)一個(gè)折射光束整形器以生成一個(gè)圓形高帽光 256 7.2 衍射光學(xué) 266 7.2.1 規(guī)則分束器設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)生成及結(jié)構(gòu)導(dǎo)出 266 7.2.2 將高斯光束整形成Donut模式 283

Modeling Level 1 在建模級(jí)別1中通過(guò)強(qiáng)制所有的傅里葉變換都是逐點(diǎn)的，衍射完全被忽略。這種建模在焦點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)不到光的應(yīng)用中通常就足夠了，例如遠(yuǎn)場(chǎng)光束整形[Yang2020]、干涉儀裝置和分束光柵。 如果光源是激光光束，通常建議選擇衍射光源（Diffraction of Source Included）模式下的選項(xiàng)。以束腰定義的高斯光束為例。

同時(shí)，VirtualLab Fusion還可以將衍射效應(yīng)考慮在內(nèi)，精確的研究光束尺寸和光束剖面。VirtualLab Fusion將參數(shù)耦合工具與靈活的定位概念進(jìn)行結(jié)合，允許模擬非常復(fù)雜的掃描儀光學(xué)系統(tǒng)。VirtualLab Fusion的參數(shù)優(yōu)化和參數(shù)運(yùn)行工具能夠進(jìn)行激光掃描系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和公差分析。

Modeling Level 1 在建模級(jí)別1中通過(guò)強(qiáng)制所有的傅里葉變換都是逐點(diǎn)的，衍射完全被忽略。這種建模在焦點(diǎn)區(qū)域檢測(cè)不到光的應(yīng)用中通常就足夠了，例如遠(yuǎn)場(chǎng)光束整形[Yang2020]、干涉儀裝置和分束光柵。 如果光源是激光光束，通常建議選擇衍射光源（Diffraction of Source Included）模式下的選項(xiàng)。以束腰定義的高斯光束為例。