切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • Zemax光学设计从入门到精通 《杂散光抑制与评估技术》 Zemax光学设计实践基础(陈家璧) 光学设计与光学元件
    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 现代光学设计及应用(Zemax) CODE V,LightTools,RSoft,LucidShape 计算光学带来的成像革命(第2季)
    发帖 回复
    返回列表
    • 1584阅读
    • 0回复

    [分享]真实多模激光的建模 [复制链接]

    		 上一主题 下一主题
    离线infotek
    科学家
     
    发帖
    6794
    光币
    28119
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-12-22
    作者：Daniel Asoubar（LightTrans） t[Ywp!y[  
    相关文件：Tutorial_101.01，Snippet_028 2RC@Fu~zaU  
    需求：VirtualLab™5.11.1-基本工具箱 Kzf^ras4u  
    许可证：CC-BY-SA 3.0 ?D S|vCae  
    |FxTP&8~  
    摘要 cux<7#6af  
     n`2LGc[rP  
    rWD*DmY@"  
    1). 这个案例展示了如何在VirtualLab中对一个真实的多模激光源建模，如二极管激光器或受激准分子激光器。 Y5$VWUrB  
    2). 因此，首先我们需要对于一个真实的多模激光光源进行远场强度测量。 L(w?.)E  
    3). 基于远场强度的测量，通过参数优化（Parameter Optimization）来计算光源的最优模式的混合。     +n&9ZC H  
    FG6mh,C!  
    1. 建模任务 7/GL@H  
     >*S ;z+!&  
    如何描述一个真实的多模激光以实际的方式发出光线？ w@&(=C  
    1OW#_4w/  
    ~k780  
    2. 方法 MgUjB~)Y  
     muKCCWy#  
    1) 大多数有稳定激光腔的多模激光可以由不同拉盖尔（Laguerre）或厄米（Hermite）高斯模式以非相干加权求和的方式来描述。这意味着在数学上多模激光的发射场可以用下式表示： rhA>;9\  
    @86?!0bt  
     { K *  
    X6k-a;  
    %hH@< <b(s  
    上述数学式中 为拉盖尔（Laguerre）或厄米（Hermite）高斯模式的（n，m）阶, αnm为权重因子。这里n=0，1…，nmax以及m=0，1，…mmax。 hT?|:!ED.F  
    ?-D'xqc  
    VirtualLab™的参数优化（Parameter Optimization）可以从实际测量的光强分布计算模式权重αnm。 BhCOT+i;c  
     );oE^3]f  
    [3fmhc  
    }D7} %P]  
    3. 在VirtualLab中的过程操作 (|U|>@  
    z{ MO~d9  
    在这一部分中，我们借助建模任务一章中所描述实例进行说明。 ;LE9w^>^V  
    J\c\Ar :  
    1) 评估最大模式阶数 W:*  {7qJ  
    !<W^Fh  
    对于厄米（Hermite）高斯TEM𝑛m模式，最大阶数nmax，mmax可以近似由实际测量的远场强度分布中延x方向和y方向的极大值的数量决定： Xgyi}~AoaU  
    *zTEK:+_  
    ,%EGM+  
    nmax=x方向上光强极大值的数量-1 ]q CCCI`  
    mmax=y方向上光强极大值的数量-1 +w'He9n  
    )2mvW1M=7;  
    此例中：由下图光强分布计算出的nmax为3，mmax为0。 drK &  
     Z"Byv.yqb  
    U t'r^  
    KW-g $Ma  
    L|N[.V9  
    2）设置多模高斯光源 '7(oCab"_  
    2JX@#vQ4  
     /XZ\Yy=  
    2(iv+<t  
    bFtzwa5Gc  
    3) 设置优化函数 kcyT#'=j  
    k$v8cE  
    在设定优化函数时需要用到一个特殊的探测器：谐波场集的衍射光学优化函数探测器（Diffractive Optics Merit Function for Harmonic Fields set Detector）（Snippet 028）。这是一个可编程探测器(Programmable Detector)。 )9'Zb`n  
    mdy+ >e <  
    a.选择优化函数：双击此可编程探测器进入其编辑窗口。在此案例中，我们选择转换效率（Conversion efficiency）和信噪比(SNR)作为优化参数。因此在如图两项参数后输入1。 4VrL@c @  
     3?:?dy(3z  
    :]+p#l  
    OXIy0].b  
    b. 导入实际测量的远场光强分布 ".:]? Lvt  
    Mv#\+|p 1x  
    <Pg<F[eDM  
    4) 进行参数优化（Parametric Optimization） :elTqw>pn  
    mj _ V6`m4  
    VirtualLabTM的参数优化（Parametric Optimization）可以用来计算模式权重。 >a$b4 pvh  
    $mLiEsJ  
    a. 打开参数优化 {H[3[  
    sm96Ye{O{  
    -P[bA0N,  
    图1
    b. 选择优化变量，即四个模式 )*T <s  
    Z&j?@k,k  
    图2
    A!.* eIV|  
    c. 目标值（转换效率和信噪比）（conversion efficiency和SNR）应该用以下方式指定： DX#_0-o  
    Bn?MlG;aA  
    -转换效率（conversion efficiency）=100%（目标值） 5B,HJax  
    -信噪比（SNR）<测量信噪比（SNRMeasurement）（下限）。在这里测量信噪比（SNRMeasurement）是测量数据的信噪比。通常这个值受远场强度的测量精度影响。 > J>|+W  
     w;(B4^?  
    F,>-+~L=  
    图3
    ]n$&|@  
    d. 使用下坡纯形法(Downhill Simplex)进行参数优化 #uillSV  
    5_~QS  
    图4
    ! tPHT  
    e. 运行后，得到目标方程值(Target Function Value) 收敛后的优化结果 tFKR~?Gc  
    #uHl  
    图5 -e(,>9Q  
    f. 通过显示光路图>显示优化结果（Show LPD>Show Optimized Results），优化的模式权重被写入到多模高斯光源中。单击运行(Run)，得到优化好的结果： 8j<+ ' R  
    k:k!4   
    图6
    6kM'f}t[C  
    4.总结 k>mqKzT0$+  
    2i_X{!0}  
    VirtualLabTM允许模拟真实的多模高斯激光源。 ?2$0aq  
    ]`GDZw`  
    从一个真实光源测量的远场强度分布，可以计算其模式权重：通过一个参数优化（Parametric Optimization）结合衍射光学优化函数探测器（Diffractive Optics Merit Function Detector）（Snippet 028）来实现。 k}r)I.Lp  
    U)y~{E~c34  
    [[8.Xb  
    QQ：2987619807     Wk*t-  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表