Ø        VirtualLab總假定一個高斯光束

Ø        輸入波長632.8nm

Ø        選擇光腰輸入700um*700um

Ø        點擊Next

光學(xué)系統(tǒng)裝置的定義

Ø        在本頁面，可以選擇基本的光學(xué)裝置

Ø        這個對話編輯器支持1f/2f-裝置，傍軸遠場和角譜

Ø        對于1f/2f-裝置或傍軸遠場進一步的參數(shù)需要在后續(xù)的頁面中定義

Ø        選擇角譜裝置并點擊Next

定義所要得到的輸出場

Ø        該對話編輯器可以設(shè)計用于產(chǎn)生平頂光和線形的擴散器

Ø        選擇2D Top Hat

Ø        選擇Rectangular Shape

Ø        點擊Next

定義所要得到的輸出場

Ø        指定Top Hat Diameter 1。*1。

Ø        Top Hat Resolution設(shè)置為0.03*0.03

Ø        因為最大雜光小于20%，Limit intensity of Stray Light 要選中。Maximum Relative Stray Light Intensity設(shè)置為15% .

定義輸出光場直徑

Ø        衍射擴散器一般不會衍射所有在想得到圖樣里的光線

Ø        雜光將被衍射到更大的衍射角

Ø        在目標平面上要有額外空間用于雜光

Ø        目標平面上的輸出場的總直徑可以看到，在Manual Mode用戶可自定義調(diào)整.

選擇優(yōu)化函數(shù)

Ø        在該頁面下，可以選擇優(yōu)化函數(shù)

Ø        可以不選優(yōu)化函數(shù)記錄（Logging）以便加速優(yōu)化

定義擴散器孔徑

Ø        設(shè)置擴散器Aperture Shape為rectangular和Aperture Diameter為1.4*1.4mm.

Ø        孔徑直徑應(yīng)該是大約是照射光束1/e2直徑的2-3倍.

定義DOE的傳輸參數(shù)

Ø        VirtualLab將優(yōu)化擴散器傳輸.

Ø       第二步,計算高度分部.更多詳細說明可以查看Tutorial DO.8.

Ø        選擇Phase-Only Transmission.

Ø        選中Transmission Contains Discrete Levels.

Ø        設(shè)置Number of Phase Level 為2.

定義DOE傳輸參數(shù)

Ø        像素尺寸和擴散器傳輸周期可以自動計算

Ø        設(shè)置Pixel Size Increment為10nm和Minimum Pixel Size為1um。

Ø        Pixel Size Increment指明步長，其中Pixel size可以被電腦改變用于擴散器的構(gòu)造。

Ø        Expert用戶可以設(shè)置user defined pixel size.

參數(shù)總結(jié)

Ø        本頁面顯示大部分重要的用戶定義和自動計算得到的參數(shù)。

Ø        最重要的是所要得到和實現(xiàn)的平頂直徑和分布率。

Ø        由于指定pixel size increment 和minimum pixel size可能使想要得到的值無法精確實現(xiàn)。

接下來的設(shè)計步驟

Ø        對話編輯器的最后一頁面表明接下來設(shè)計擴散器的步驟。

   點擊Finish按鈕用于創(chuàng)建Optimization Document 用于優(yōu)化擴散器 并創(chuàng)建Light Path Diagram用于模擬包含擴散器的完整光學(xué)系統(tǒng)。

擴散器優(yōu)化

Ø        改變

Optimization Document

Ø        設(shè)計頁面可以指定每次優(yōu)化步的迭代次數(shù)。

Ø        點擊Start Design按鈕開始優(yōu)化。

Ø        SNR Optimization for Quantized Transmission 將自動停止，如果沒有改善的話。所執(zhí)行的可能不是指定的迭代次數(shù)。

擴散器優(yōu)化

Ø        擴散器優(yōu)化所花的時間依賴于迭代次數(shù)和像素數(shù)。

Ø        運行中的優(yōu)化可以通過點擊Stop按鈕來停止。

Ø        優(yōu)化的全過程在窗口中顯示。

Ø        當前優(yōu)化步由灰色標志。當前步的過程顯示在progress bar.

擴散器優(yōu)化

Ø        在優(yōu)化結(jié)束后點擊Show按鈕以顯示優(yōu)化后的擴散器傳輸。

Ø        Set按鈕可以設(shè)置其它用戶定義的傳輸。可以用于優(yōu)化的開始點或者進一步分析。

優(yōu)化后的傳輸

Ø        優(yōu)化后的傳輸?shù)牡湫拖辔?/font>

Ø        由于衍射擴散器的優(yōu)化由隨機相位開始。不同的優(yōu)化它們的傳輸相位結(jié)果也是不同的。

擴散器系統(tǒng)分析

優(yōu)化結(jié)束后轉(zhuǎn)到Analysis頁面以計算優(yōu)化函數(shù)

擴散器系統(tǒng)分析

Ø        選擇想要得到的優(yōu)化函數(shù)用于評估輸出光場

Ø        反選Show Output Field。將用Light Path Diagram模擬輸出光場。

Ø        點擊Recalculate按鈕評估優(yōu)化函數(shù)值。

擴散器系統(tǒng)分析

Ø        優(yōu)化函數(shù)的值將顯示在marked table中Ø        由于優(yōu)化開始時隨機的傳輸相位，不同優(yōu)化對應(yīng)的優(yōu)化函數(shù)值是不同的。

Ø        優(yōu)化要重復(fù)幾次，最優(yōu)的優(yōu)化函數(shù)值的傳輸將被保留

光路徑

模擬結(jié)果

結(jié)論 Ø        VirtualLab輔助用戶設(shè)計用于產(chǎn)生線分布或平頂光分布的衍射光學(xué)元件  輔助設(shè)計的步驟能夠使在衍射光學(xué)中缺少經(jīng)驗的光學(xué)工程師從當前的發(fā)展中受益QQ：2284816954 備注：光學(xué)