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 光学设计仿真实验指导 Zemax光学设计实践基础(陈家璧) 京东年货节，领红包！更优惠！
    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
    • 1536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
    6613
    光币
    27214
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-12-22
    作者：Daniel Asoubar（LightTrans） KOM]7%ys1H  
    相关文件：Tutorial_101.01，Snippet_028 n.\|NR'v  
    需求：VirtualLab™5.11.1-基本工具箱 :ncR7:Z  
    许可证：CC-BY-SA 3.0 cf ~TVa)M  
    <.qhW^>X  
    摘要 sLh %k  
     s@c.nT%BYL  
    m^rrbU+HM?  
    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。 a'm\6AW2)  
    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。 o#ajBOJ  
    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。     E5U{.45  
    ;^`WX}]C(  
    1. 建模任务 xp<p(y8e1d  
     :i>/aRNh1  
    如何描述一个真实的多模激光以实际的方式发出光线？ !c3li .  
    wX!>&Gc.  
    FaUc"J  
    2. 方法 s.oh6wz  
     UAi]hUq  
    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： 1FQ_`wF4  
    -6./bB g  
     gQ@fe3[  
    ,*Z:a 4  
    Mm'q4DV^  
    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。 NDv_@V(D  
    F;,LY:s|Z  
    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。 C)|{7W  
     etHkyF  
    `LID*uD;_  
    }*ZOD1j  
    3. 在VirtualLab中的过程操作 9/x_p;bI  
    a'pJg<  
    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。 9:l@8^_o  
    ;0!rq^JG  
    1) 评估最大模式阶数 H#+?)<UQ  
    &InMI#0mV  
    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： yj+HU5L4  
    pd1V8PZSG  
    Ea7LPHE#  
    nmax=x方向上光强极大值的数量-1 LBkAi(0rd  
    mmax=y方向上光强极大值的数量-1 EFYyr f@  
    u3>D vl@  
    此例中：由下图光强分布计算出的nmax为3，mmax为0。 [x.Dw U%S  
     w[V71Iej  
    TnvX&Y'  
    ZTwCFn  
    JZS#Q\JN  
    2）设置多模高斯光源 1tNmiAu  
    YdI&OzaroE  
     Dm.tYG  
    %?7j Q  
    < x==T4n/  
    3) 设置优化函数 Qs^Rh F\d  
    I>jDM  
    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)。 sP+ZE>7  
    3;h%mk KQ+  
    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。 A]FjV~PB  
     ~e)`D nJ  
    X~Yj#@  
    ,X2CV INb}  
    b. 导入实际测量的远场光强分布 4X5Tyv(Dp  
    iB:](Md'r  
    Ao:<aX,=  
    4) 进行参数优化（Parametric Optimization） ?oc#$fcQ~  
    nDh D"rc  
    VirtualLabTM的参数优化（Parametric Optimization）可以用来计算模式权重。 C6XZZ  
    H#LlxD)q  
    a. 打开参数优化 AxOn~fZ!  
    \2K_"5  
    cTR@ :sm  
    图1
    b. 选择优化变量，即四个模式 ;3D[[*n9  
    9? #pqw  
    图2
    7:h8b/9  
    c. 目标值（转换效率和信噪比）（conversion efficiency和SNR）应该用以下方式指定： ;DkX"X+  
    X R =^zp?  
    -转换效率（conversion efficiency）=100%（目标值） LJ+fZ N  
    -信噪比（SNR）<测量信噪比（SNRMeasurement）（下限）。在这里测量信噪比（SNRMeasurement）是测量数据的信噪比。通常这个值受远场强度的测量精度影响。 *c[X{  
     &mM[q 'V  
    5GP,J,J  
    图3
    qOV6Kh)  
    d. 使用下坡纯形法(Downhill Simplex)进行参数优化 {bSi3oI  
    t&r-;sH^[  
    图4
    W+'|zhn  
    e. 运行后，得到目标方程值(Target Function Value) 收敛后的优化结果 Z|z+[V}[  
    3+%c*}KC~  
    图5 .!\NM&E  
    f. 通过显示光路图>显示优化结果（Show LPD>Show Optimized Results），优化的模式权重被写入到多模高斯光源中。单击运行(Run)，得到优化好的结果： fFHT`"bD:  
    tWNz:V  
    图6
    ;34 m!\N5  
    4.总结 B^z3u=ll  
    p&:(D=pIu  
    VirtualLabTM允许模拟真实的多模高斯激光源。 Z?vbe}pUM  
    FK$?8Jp  
    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。 ZkyH<Aa  
    xlqh,?'>W  
    9Okb)K95  
    QQ：2987619807     n 2k&yL+a  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表