本案例設計一個用于產(chǎn)生普通2D散射強度分布的衍射光學元件
關鍵詞：衍射光學，衍射光學元件，擴散器，光圖案，圖案生成所需工具箱：Diffractive Optics Toolbox Basic;Trial 版本不支持相關的Tutorial。如果需要，請聯(lián)系LightTrans或者當?shù)亟?jīng)銷商申請全版本的使用期限。
相關Tutorial：DO.1; DO.2; DO.8
建模任務
照射光束強度 衍射擴散器 光圖案強度
相位層：4
像素尺寸：>0.5um
直徑：1*1mm
建模任務
照射光束參數(shù)
波長：532nm
激光束直徑（1/e2）：500um
建模任務
所要得到的出射場參數(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)說明
對于下面的tutorial，將使用一個特別處理的對話編輯器
該tutorial將集中在用于優(yōu)化衍射擴散器的用戶定義強度分布的說明
關于如何設置照射光束參數(shù)、光學系統(tǒng)和衍射擴散器的更詳細信息請查看tutorial DO.2.
參數(shù)說明
載入文件DO.003_Diffuser_for_2D_Light_Mark_02.seditor
這個文件可以在該tutorial 的VL_Samples 文件夾中找到
參數(shù)說明
在對話編輯器開始的頁面中可以進行照射光束和光學系統(tǒng)的定義。詳見tutorial DO.2
點擊Next按鈕，直到出現(xiàn)Desired Output File Parameters
參數(shù)說明
所要得到的光場強度分布可以有三種導入方法：
—VirtualLAB中的用戶定義諧波場
—位圖，格式為.bmp, .jpg或者.pnp
—ASCII文件包含強度值的2D矩陣
選擇Intensity from Bitmap File點擊Import。
參數(shù)說明
選擇DO.003_Diffuser_for_2D_Light_Mark_01.bmp files in the VL_Samples folder.
點擊Open
參數(shù)說明
定義一個顏色范圍和相應的最大最小強度值。推薦灰度位圖。
定義口徑或要得到的光圖樣的采樣距離
點擊Preview按鈕預覽輸入強度
參數(shù)說明
點擊Ok按鈕開始強度圖輸入
參數(shù)說明
點擊Next按鈕繼續(xù)定義想要得到的輸出光場參數(shù)
參數(shù)說明
定義要創(chuàng)建的光圖樣的光學分辨率
考慮到光圖樣在相干光的情況下由小斑點組成。為能清楚地分辨圖樣斑點應該比最小的光圖樣細節(jié)更小。
分辨率用于控制光斑尺寸。
參數(shù)說明
紅色的警告信息會在以下情況下出現(xiàn)：
—通過指定的光學系統(tǒng)想要得到的分辨率不能達到
—光學系統(tǒng)將產(chǎn)生不連續(xù)斑點而不是斑點圖案
—不是所有的光圖樣細節(jié)可以被光學系統(tǒng)或指定分辨率分辨
點擊Optimize Resolution 按鈕以便調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)
參數(shù)說明
該對話編輯器可以進行進一步的參數(shù)定義。詳見Tutorial DO.2.
點擊Finish按鈕創(chuàng)建Light Path Diagram包含光學系統(tǒng)和Optimization Document。
選擇Optimization Document開始優(yōu)化衍射擴散器。
擴散器優(yōu)化
設計頁面可以定義每次優(yōu)化步的迭代次數(shù)。
點擊Start Design按鈕開始優(yōu)化。
選中SNR Optimization for Quantized Transmission,如果沒有改善可能將自動停止�？赡懿粫兄付ǖ牡鷶�(shù)會執(zhí)行。
擴散器優(yōu)化
優(yōu)化結束后，點擊Show按鈕，顯示優(yōu)化后的擴散器傳輸.
優(yōu)化后的傳輸器
優(yōu)化后的傳輸器的典型相位
由于衍射擴散器的優(yōu)化從隨機相位開始的，所以不同的優(yōu)化對應不同的傳輸相位結果。
擴散器系統(tǒng)分析
在優(yōu)化結束后選擇Analysis頁面計算優(yōu)化函數(shù)
擴散器系統(tǒng)分析
選擇想要的優(yōu)化函數(shù)用于評估輸出場.
反選Show Output Field。我們稍后將采用Light Path Diagram 模擬輸出場.
點擊Recalcualte按鈕評估優(yōu)化函數(shù)值.
擴散器系統(tǒng)分析
優(yōu)化（merit）函數(shù)值會顯示在標志表格中.
因為優(yōu)化以隨機傳輸相位開始，不同優(yōu)化對應的優(yōu)化函數(shù)值不同.
優(yōu)化將重復若干次，最佳優(yōu)化函數(shù)值的傳輸將被保留.
擴散器系統(tǒng)分析
轉到從對話編輯器中產(chǎn)生的Light Path Diagram.
點擊Go！按鈕開始模擬擴散器系統(tǒng).
模擬結果
結論
Ø VirtualLab輔助用戶設計用于產(chǎn)生線分布或平頂光分布的衍射光學元件
Ø 輔助設計的步驟能夠使在衍射光學中缺少經(jīng)驗的光學工程師從當前的發(fā)展中受益 |
