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
    • 1776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
    7137
    光币
    29826
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-12-22
    作者：Daniel Asoubar（LightTrans） x_~_/&X5  
    相关文件：Tutorial_101.01，Snippet_028 ,Vq$>T@z  
    需求：VirtualLab™5.11.1-基本工具箱 DY#195H  
    许可证：CC-BY-SA 3.0 E"'u2jEG^  
    =RHtugwy  
    摘要 ?lkB{-%rQ  
     EmaS/]X[  
    ng/h6 S  
    1). 这个案例展示了如何在VirtualLab中对一个真实的多模激光源建模，如二极管激光器或受激准分子激光器。 H<|}p Z  
    2). 因此，首先我们需要对于一个真实的多模激光光源进行远场强度测量。 `xx.,;S  
    3). 基于远场强度的测量，通过参数优化（Parameter Optimization）来计算光源的最优模式的混合。     B9|s`o)!  
    693"Pg8b  
    1. 建模任务 :4AIYk=q  
     )Wle CS_  
    如何描述一个真实的多模激光以实际的方式发出光线？ 'Y @yW3K  
    hrnE5=iY  
    S!PG7hK2  
    2. 方法 8KJ`+"<=@  
     x:0swZ5Z  
    1) 大多数有稳定激光腔的多模激光可以由不同拉盖尔（Laguerre）或厄米（Hermite）高斯模式以非相干加权求和的方式来描述。这意味着在数学上多模激光的发射场可以用下式表示： @U!&XZ]h  
    C!:Lk,Z  
     : j kO  
    qeFaY74S  
    :rM2G@{  
    上述数学式中 为拉盖尔（Laguerre）或厄米（Hermite）高斯模式的（n，m）阶, αnm为权重因子。这里n=0，1…，nmax以及m=0，1，…mmax。 FS 5iUH+5  
    &Z>??|f  
    VirtualLab™的参数优化（Parameter Optimization）可以从实际测量的光强分布计算模式权重αnm。 2OpA1$n6  
     r-YJ$/J  
    OK v2..8  
    f/c&Ya(D~  
    3. 在VirtualLab中的过程操作 -ysNo4#e&  
    Ej)7[  
    在这一部分中，我们借助建模任务一章中所描述实例进行说明。 3\4e{3$  
     OLIMgc(W  
    1) 评估最大模式阶数 -HGRrWS  
    Ce-= -  
    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： 5eL b/,R  
    k9oi8G'g~  
    0R? @JC  
    nmax=x方向上光强极大值的数量-1 _IdW5G  
    mmax=y方向上光强极大值的数量-1 #w%-IhP  
    KDb j C'3  
    此例中：由下图光强分布计算出的nmax为3，mmax为0。 J:"@S%gy%  
     S`YT"|~  
    lr4wz(q<9  
    3 1c*^ZE.  
    F?tWx+N<{  
    2）设置多模高斯光源 $)@D(m,ybd  
    b>QdP$>  
     im9 w|P5  
    4Cu\|"5)  
    ROn@tW  
    3) 设置优化函数 VqvjOeCbH  
    cH*")oD  
    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)。 mWYrUI  
    OS`jttU@  
    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。 Q*I8RAfd  
     9#7W+9  
    i$%Bo/Y   
    y+k^CT/u  
    b. 导入实际测量的远场光强分布 -a@e28Y  
    {H(l"KuL  
    (/<Nh7C1c  
    4) 进行参数优化（Parametric Optimization） sQA_6]`  
    OnE%D|Tq=  
    VirtualLabTM的参数优化（Parametric Optimization）可以用来计算模式权重。 a(6h`GHo  
    {e|.AD  
    a. 打开参数优化 m W>Iib|  
    :8eI_X  
    UH6 7<_mK  
    图1
    b. 选择优化变量，即四个模式 tqpO3  
    [m{sl(Q  
    图2
    VO eVS&}  
    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： s !?uLSEdb  
    "G%</G8M  
    -转换效率（conversion efficiency）=100%（目标值） 66F?exr  
    -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。 m-azd ~r[  
     1xEOYM)  
    wHs1ge(  
    图3
    vTx>z\7q,  
    d. 使用下坡纯形法(Downhill Simplex)进行参数优化 l+ >eb  
    XfE9QA[  
    图4
    1D#-,#?  
    e. 运行后，得到目标方程值(Target Function Value) 收敛后的优化结果 JqMF9|{H  
    DFWO5Y_  
    图5 TMMJ5\t2  
    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： 5\z<xpJ  
    ^D+^~>f  
    图6
    G`n $A/9Q  
    4.总结 -!_8>r;Q4  
    BZ:tVfg.  
    VirtualLabTM允许模拟真实的多模高斯激光源。 {*B0lr`  
    ?[Y(JO#  
    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。 =[]6NjKS,  
    ,\v'%,:C  
    t?G6|3  
    QQ：2987619807     9}9VZ r?  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表