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光束整形＞折射光學 任務描述 亮點 用戶友好界面引導設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。

在這種情況下，應使用高斯束腰光束選項來模擬光束模式。雷射的一般輸出可以從近軸波動方程的解中找到。對於雷射增益孔徑中的矩形、圓形和橢圓對稱性，已經找到了該方程的三組正交解。所有這三種解決方案都可以在物理光學傳播 (POP) 中的 OpticStudio 中建模。一旦確定了由這些解決方案中的任何一個定義的光束的輸入分佈，就會使用 POP 將光束傳播通過感興趣的光學系統。

理論上，這聽起來很容易，但這種面板上的源光束通常是高斯的（即不均勻）。因此，需要一種設備來“去高斯”，或在空間上將非均勻光束輪廓轉換為均勻光束輪廓。具有這種能力的一個這樣的設備是一對複眼空間光學積分器陣列。何謂透鏡陣列?透鏡陣列是將單個光學元件組裝成單個光學元件的二維陣列。它用於將光在圖像平面上從非均勻分佈空間轉換為均勻輻照度分佈。

物平面通常是設定在無限遠，雖然一個近的物平面可以用來達成不同的鏡片設計。下面的例子展示了設計的原則。無窮遠的光線經過一個-3.00D的透鏡後發散，並在半徑1/3公尺遠點球上形成一個虛像，此時遠點球的球心在透鏡後表面的頂點上。我們可以發現任何角度入射的光線，最後都能順利的經過瞳孔。在範例檔案中我們以視場角15°和30°進行印證，但要注意的是其實許多眼鏡的設計允許配戴者能有50°以上的視角。

如參考文獻[4]中所述，需要一個巨集來掃描不同Z位置的PSF並創建圖。1.4 參數化 DOE 矢高-> POP像上述方法一樣，可以透過在OpticStudio中對二進制矢高建模來模擬菲涅耳波帶片。但是，對於這種類型的DOE，光線追跡引擎將無法正常工作。垂直入射到DOE上的光線不會改變其方向，因為表面沒有傾斜。但是，垂直入射的光束可以用適當設計的菲涅耳波帶片聚焦。

範例下方是一個將Jones Matrix表面作為1/4玻板(quarter wave plate)的案例。範例檔案可由文章頂端的連結下載。注意，上圖中Jones Matrix表面並沒有曲率半徑(Radius)的欄位。如上一個小節所說，這種表面通常用在準直光束垂直入射的情況，因此必須是一個平面。

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置光束整形器系統。生產的系統的光學性能可以由VirtualLab Fusion的參數優化得到改善。 1.建模任務 2. 系統設置的會話編輯器 ? 應用折射光束整形器會話編輯器輔助搭建標準的光束整形系統。? 必須指定入射光束，光學設置和輸出場的參數。

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置光束整形器系統。生產的系統的光學性能可以由VirtualLab Fusion的參數優化得到改善。 1.建模任務 2. 系統設置的會話編輯器 ? 應用折射光束整形器會話編輯器輔助搭建標準的光束整形系統。

注意光柵向量K可以從兩個反向方向選擇。方程式(2)的符號約定，假設K的方向選擇滿足K.kp>0。 圖 2. (a) 兩到建構光束折射到全像材料中 (b) 重建光束折射到體積全像中現在，我們考慮在全像中，由正弦調變來表示折射率n和α，如方程式（3）。其中n0為平均折射率，n1為折射率的振幅調製，K為光柵向量。

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置光束整形器系統。生產的系統的光學性能可以由VirtualLab Fusion的參數優化得到改善。 1.建模任務 2. 系統設置的會話編輯器 ?應用折射光束整形器會話編輯器輔助搭建標準的光束整形系統。?必須指定入射光束，光學設置和輸出場的參數。

仿真成果：可模擬雙折射透鏡組的偏振調控效果，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，為工程化生產提供風險預判。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（3）衍射光學元件（DOE）衍射光學元件利用光的波動性實現相位與振幅調控，在小型化、集成化光學系統中不可或缺。

光束整形與分束 DOE產品有兩個主要系列：分束器和光束整形器。分束器是用于將單個激光束分成幾個具有不同能量水平和傳播角度光束的DOE。根據元件表面上的衍射圖案，分束器可以產生一維光束陣列（1×N）或二維光束矩陣（M×N）。光束分束器與單色光一起使用，并被設計用于特定的波長和輸出光束之間的分離角。

光束整形與分束 DOE產品有兩個主要系列：分束器和光束整形器。分束器是用于將單個激光束分成幾個具有不同能量水平和傳播角度光束的DOE。根據元件表面上的衍射圖案，分束器可以產生一維光束陣列（1×N）或二維光束矩陣（M×N）。光束分束器與單色光一起使用，并被設計用于特定的波長和輸出光束之間的分離角。

? 第一步：忽略反射鏡并且計算一個衍射光束整形器的透過率函數。? 第二步：由透射光束整形器的光學函數計算反射鏡的光學函數。 第一步 優化一個衍射光束整形器的透過率函數 1.

擴散器一般與準直透鏡，聚焦透鏡，光束擴束器和傅里葉透鏡一起使用。光學分辨率一般由透鏡系統控制，而衍射擴散器控制強度分布。衍射擴散器可以產生如下的光分布：? 矩形和圓形高帽? 線形散射光斑? 十字叉絲圖案? 網格圖案? 任意2D強度分布 衍射擴散器產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。

透過以x或y方向旋轉掃描鏡來執行橫向，橫向或b掃描，從而在整個樣品區域上平移探測光束。我們從商用OCT系統中獲取目標規格。 軸向分辨率完全來自光源特性，應在5μm的數量級上。 來自樣品處光束半徑的橫向分辨率應為15μm。800 nm範圍內的光將用於避免組織中的高吸收，這會限制穿透。光源規格OCT將干涉測量技術與寬帶近紅外光結合使用。

?第一步：忽略反射鏡并且計算一個衍射光束整形器的透過率函數。?第二步：由透射光束整形器的光學函數計算反射鏡的光學函數。

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。

?產生的相位是完全平坦的，產生的波前誤差： file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd 結果：評估光束參數 ?從生成的整形光束場分布，可以評估光束參數。?可以直接通過使用探測器界面實現。?在這個例子中，我們對光束半徑，發散角和M2值感興趣。

經過一番如魔術般建設性以及破壞性干涉後，最後的結果可以用巨觀的反射以及穿透係數來表示。入射光的電場並非用單一個點來描述，相對的，我們會假設該電場比多重光束干涉發生的區域更大許多。在Zemax OpticStudio中，我們使用field係數來表示這個結果，這些係數已經被薄膜膜層的程式驗證過許多次。