本案例設計(jì)一個(gè)用于産生(shēng)普通(tōng)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(qì)，光圖案，圖案生(shēng)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(qǐng)聯系LightTrans或者當地經銷商申請(qǐng)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(qì) 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(de)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)說明(míng)
對于下面的tutorial，将使用一個(gè)特别處理(lǐ)的對話(huà)編輯器(qì)
該tutorial将集中在用于優化衍射擴散器(qì)的用戶定義強度分布的說明(míng)
關于如何設置照射光束參數(shù)、光學系統和(hé)衍射擴散器(qì)的更詳細信息請(qǐng)查看tutorial DO.2.
參數(shù)說明(míng)
載入文件DO.003_Diffuser_for_2D_Light_Mark_02.seditor
這個(gè)文件可(kě)以在該tutorial 的VL_Samples 文件夾中找到
參數(shù)說明(míng)
在對話(huà)編輯器(qì)開(kāi)始的頁面中可(kě)以進行(xíng)照射光束和(hé)光學系統的定義。詳見tutorial DO.2
點擊Next按鈕，直到出現Desired Output File Parameters
參數(shù)說明(míng)
所要得(de)到的光場(chǎng)強度分布可(kě)以有(yǒu)三種導入方法：
—VirtualLAB中的用戶定義諧波場(chǎng)
—位圖，格式為(wèi).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(míng)
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(míng)
定義一個(gè)顔色範圍和(hé)相應的最大(dà)最小(xiǎo)強度值。推薦灰度位圖。
定義口徑或要得(de)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(míng)
點擊Ok按鈕開(kāi)始強度圖輸入
參數(shù)說明(míng)
點擊Next按鈕繼續定義想要得(de)到的輸出光場(chǎng)參數(shù)
參數(shù)說明(míng)
定義要創建的光圖樣的光學分辨率
考慮到光圖樣在相幹光的情況下由小(xiǎo)斑點組成。為(wèi)能清楚地分辨圖樣斑點應該比最小(xiǎo)的光圖樣細節更小(xiǎo)。
分辨率用于控制(zhì)光斑尺寸。
參數(shù)說明(míng)
紅色的警告信息會(huì)在以下情況下出現：
—通(tōng)過指定的光學系統想要得(de)到的分辨率不能達到
—光學系統将産生(shēng)不連續斑點而不是斑點圖案
—不是所有(yǒu)的光圖樣細節可(kě)以被光學系統或指定分辨率分辨
點擊Optimize Resolution 按鈕以便調整系統參數(shù)
參數(shù)說明(míng)
該對話(huà)編輯器(qì)可(kě)以進行(xíng)進一步的參數(shù)定義。詳見Tutorial DO.2.
點擊Finish按鈕創建Light Path Diagram包含光學系統和(hé)Optimization Document。
選擇Optimization Document開(kāi)始優化衍射擴散器(qì)。
擴散器(qì)優化
設計(jì)頁面可(kě)以定義每次優化步的叠代次數(shù)。
點擊Start Design按鈕開(kāi)始優化。
選中SNR Optimization for Quantized Transmission,如果沒有(yǒu)改善可(kě)能将自動停止。可(kě)能不會(huì)有(yǒu)指定的叠代數(shù)會(huì)執行(xíng)。
擴散器(qì)優化
優化結束後，點擊Show按鈕，顯示優化後的擴散器(qì)傳輸.
優化後的傳輸器(qì)
優化後的傳輸器(qì)的典型相位
由于衍射擴散器(qì)的優化從随機相位開(kāi)始的，所以不同的優化對應不同的傳輸相位結果。
擴散器(qì)系統分析
在優化結束後選擇Analysis頁面計(jì)算(suàn)優化函數(shù)
擴散器(qì)系統分析
選擇想要的優化函數(shù)用于評估輸出場(chǎng).
反選Show Output Field。我們稍後将采用Light Path Diagram 模拟輸出場(chǎng).
點擊Recalcualte按鈕評估優化函數(shù)值.
擴散器(qì)系統分析
優化（merit）函數(shù)值會(huì)顯示在标志(zhì)表格中.
因為(wèi)優化以随機傳輸相位開(kāi)始，不同優化對應的優化函數(shù)值不同.
優化将重複若幹次，最佳優化函數(shù)值的傳輸将被保留.
擴散器(qì)系統分析
轉到從對話(huà)編輯器(qì)中産生(shēng)的Light Path Diagram.
點擊Go！按鈕開(kāi)始模拟擴散器(qì)系統.
模拟結果
結論
Ø VirtualLab輔助用戶設計(jì)用于産生(shēng)線分布或平頂光分布的衍射光學元件
Ø 輔助設計(jì)的步驟能夠使在衍射光學中缺少(shǎo)經驗的光學工程師(shī)從當前的發展中受益 |
