本案例設(shè)計(jì)一個(gè)用于產(chǎn)生普通2D散射強(qiáng)度分布的衍射光學(xué)元件
關(guān)鍵詞：衍射光學(xué)，衍射光學(xué)元件，擴(kuò)散器，光圖案，圖案生成所需工具箱：Diffractive Optics Toolbox Basic;Trial 版本不支持相關(guān)的Tutorial。如果需要，請(qǐng)聯(lián)系LightTrans或者當(dāng)?shù)亟?jīng)銷(xiāo)商申請(qǐng)全版本的使用期限。
相關(guān)Tutorial：DO.1; DO.2; DO.8
建模任務(wù)
照射光束強(qiáng)度 衍射擴(kuò)散器 光圖案強(qiáng)度
相位層：4
像素尺寸：>0.5um
直徑：1*1mm
建模任務(wù)
照射光束參數(shù)
波長(zhǎng)：532nm
激光束直徑（1/e2）：500um
建模任務(wù)
所要得到的出射場(chǎng)參數(shù)
位圖文件：DO.003_Diffuser_for_2D_Light_Mark_01.bmp
圖案直徑：40*40mm
效率：>60%
雜光：<=10%
分辨率：200*200um
參數(shù)說(shuō)明
對(duì)于下面的tutorial，將使用一個(gè)特別處理的對(duì)話編輯器
該tutorial將集中在用于優(yōu)化衍射擴(kuò)散器的用戶定義強(qiáng)度分布的說(shuō)明
關(guān)于如何設(shè)置照射光束參數(shù)、光學(xué)系統(tǒng)和衍射擴(kuò)散器的更詳細(xì)信息請(qǐng)查看tutorial DO.2.
參數(shù)說(shuō)明
載入文件DO.003_Diffuser_for_2D_Light_Mark_02.seditor
這個(gè)文件可以在該tutorial 的VL_Samples 文件夾中找到
參數(shù)說(shuō)明
在對(duì)話編輯器開(kāi)始的頁(yè)面中可以進(jìn)行照射光束和光學(xué)系統(tǒng)的定義。詳見(jiàn)tutorial DO.2
點(diǎn)擊Next按鈕，直到出現(xiàn)Desired Output File Parameters
參數(shù)說(shuō)明
所要得到的光場(chǎng)強(qiáng)度分布可以有三種導(dǎo)入方法：
—VirtualLAB中的用戶定義諧波場(chǎng)
—位圖，格式為.bmp, .jpg或者.pnp
—ASCII文件包含強(qiáng)度值的2D矩陣
選擇Intensity from Bitmap File點(diǎn)擊Import。
參數(shù)說(shuō)明
選擇DO.003_Diffuser_for_2D_Light_Mark_01.bmp files in the VL_Samples folder.
點(diǎn)擊Open
參數(shù)說(shuō)明
定義一個(gè)顏色范圍和相應(yīng)的最大最小強(qiáng)度值。推薦灰度位圖。
定義口徑或要得到的光圖樣的采樣距離
點(diǎn)擊Preview按鈕預(yù)覽輸入強(qiáng)度
參數(shù)說(shuō)明
點(diǎn)擊Ok按鈕開(kāi)始強(qiáng)度圖輸入
參數(shù)說(shuō)明
點(diǎn)擊Next按鈕繼續(xù)定義想要得到的輸出光場(chǎng)參數(shù)
參數(shù)說(shuō)明
定義要?jiǎng)?chuàng)建的光圖樣的光學(xué)分辨率
考慮到光圖樣在相干光的情況下由小斑點(diǎn)組成。為能清楚地分辨圖樣斑點(diǎn)應(yīng)該比最小的光圖樣細(xì)節(jié)更小。
分辨率用于控制光斑尺寸。
參數(shù)說(shuō)明
紅色的警告信息會(huì)在以下情況下出現(xiàn)：
—通過(guò)指定的光學(xué)系統(tǒng)想要得到的分辨率不能達(dá)到
—光學(xué)系統(tǒng)將產(chǎn)生不連續(xù)斑點(diǎn)而不是斑點(diǎn)圖案
—不是所有的光圖樣細(xì)節(jié)可以被光學(xué)系統(tǒng)或指定分辨率分辨
點(diǎn)擊Optimize Resolution 按鈕以便調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)
參數(shù)說(shuō)明
該對(duì)話編輯器可以進(jìn)行進(jìn)一步的參數(shù)定義。詳見(jiàn)Tutorial DO.2.
點(diǎn)擊Finish按鈕創(chuàng)建Light Path Diagram包含光學(xué)系統(tǒng)和Optimization Document。
選擇Optimization Document開(kāi)始優(yōu)化衍射擴(kuò)散器。
擴(kuò)散器優(yōu)化
設(shè)計(jì)頁(yè)面可以定義每次優(yōu)化步的迭代次數(shù)。
點(diǎn)擊Start Design按鈕開(kāi)始優(yōu)化。
選中SNR Optimization for Quantized Transmission,如果沒(méi)有改善可能將自動(dòng)停止�？赡懿粫�(huì)有指定的迭代數(shù)會(huì)執(zhí)行。
擴(kuò)散器優(yōu)化
優(yōu)化結(jié)束后，點(diǎn)擊Show按鈕，顯示優(yōu)化后的擴(kuò)散器傳輸.
優(yōu)化后的傳輸器
優(yōu)化后的傳輸器的典型相位
由于衍射擴(kuò)散器的優(yōu)化從隨機(jī)相位開(kāi)始的，所以不同的優(yōu)化對(duì)應(yīng)不同的傳輸相位結(jié)果。
擴(kuò)散器系統(tǒng)分析
在優(yōu)化結(jié)束后選擇Analysis頁(yè)面計(jì)算優(yōu)化函數(shù)
擴(kuò)散器系統(tǒng)分析
選擇想要的優(yōu)化函數(shù)用于評(píng)估輸出場(chǎng).
反選Show Output Field。我們稍后將采用Light Path Diagram 模擬輸出場(chǎng).
點(diǎn)擊Recalcualte按鈕評(píng)估優(yōu)化函數(shù)值.
擴(kuò)散器系統(tǒng)分析
優(yōu)化（merit）函數(shù)值會(huì)顯示在標(biāo)志表格中.
因?yàn)閮?yōu)化以隨機(jī)傳輸相位開(kāi)始，不同優(yōu)化對(duì)應(yīng)的優(yōu)化函數(shù)值不同.
優(yōu)化將重復(fù)若干次，最佳優(yōu)化函數(shù)值的傳輸將被保留.
擴(kuò)散器系統(tǒng)分析
轉(zhuǎn)到從對(duì)話編輯器中產(chǎn)生的Light Path Diagram.
點(diǎn)擊Go！按鈕開(kāi)始模擬擴(kuò)散器系統(tǒng).
模擬結(jié)果
結(jié)論
Ø VirtualLab輔助用戶設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生線分布或平頂光分布的衍射光學(xué)元件
Ø 輔助設(shè)計(jì)的步驟能夠使在衍射光學(xué)中缺少經(jīng)驗(yàn)的光學(xué)工程師從當(dāng)前的發(fā)展中受益 |
