设计和优化衍射1：5×5光束分束器元件

kyan2022

设计和优化衍射1：5×5光束分束器元件

此应用案例显示了衍射光学元件（DOE）的设计，通过设计一个衍射分束器将一个激光束分束为一个矩形5×5阵列光束。

1.任务描述



2.照明光束参数

设计波长：532nm
激光光束直径（1/e2）：200um

3. 期望输出场参数



4. VirtualLab Fusion中的设计和优化过程

• 对于这个近轴设计任务，使用VirtualLab Fusion会话编辑器。
• 通过逐步的引导用户以完成整个配置，设计以及优化过程。
• 最后，创建一个代表整个光学系统的光路图。
• 通过经典场追迹模拟，生成光分布图。

5.设计步骤

1) 点击Start→Diffractive Optics→Regular Array Beam Splitter生成光束分束器设计界面。





2) 点击Next，设置输入光束参数，选择束腰和发散角定义类型为1/e2 Waist Diameter, Divergence Full Angle，设置波长为532nm，腰束直径为200um。



选择束腰和发散角定义类型



确定输入光束波长及束腰直径

3) 光学设置


选择2f系统



确定2f系统参数（焦距和孔径直径）

4) 期望输出光场确认


确认期望输出光场参数：光束阵列5x5，间距1mmx1mm



确认输出场直径（默认情况下为期望输出场的4倍）

5) 衍射元件参数设置


设置衍射元件参数：孔径直径设置



确定衍射元件参数：相位级次确认



设置最小像素尺寸

6) 点击Finish得到设计优化界面，并点击Start Design开始进行优化


6. 设计相位传输函数（点击Show得到设计相位传输函数）





7.模拟结果

点击Go！得到设计结果






8.总结
• VirtualLab Fusion帮助用户设计和优化衍射分束器元件，例如生成矩形点阵列。
• 通过逐步引导，可以帮助毫无设计经验的工程师完成衍射元件的设计。