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 双11活动：领红包、购物券啦！ 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
    • 2376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
    7332
    光币
    30801
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-09-16
    作者：Daniel Asoubar（LightTrans） qmkAg }2  
    相关文件：Tutorial_101.01，Snippet_028 rMdt:`  
    需求：VirtualLab™5.11.1-基本工具箱 !EvAB+`jLI  
    许可证：CC-BY-SA 3.0 zIqU,n|]s  
    :y'Ah#  
    摘要 W>${zVu  
     iFd+2S%  
    /K+r? ]kf  
    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。 Gt\lFQ  
    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。 }5ret  
    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。     Gw}%{=D9  
    -WY<zJ  
    1. 建模任务 .M qP_Z',  
     p2hB8zL  
    如何描述一个真实的多模激光以实际的方式发出光线？ UE8kpa)cQ  
    %v=*Wb\3|  
    QVv#fy1"6  
    2. 方法 hCi60%g/n  
     dH;8mb|#'  
    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： ${<%" hR$  
    1auIR/=-  
     j b!x:  
    $jjfC  
    MU($|hwiL  
    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。 EuEZ D +  
    ` )/vq-9  
    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。 ~k"=4j9  
     ^7 w+l @  
    F8nYV  
    @D]5civm_  
    3. 在VirtualLab中的过程操作 >Rl"  
    Jz\%%C  
    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。 qSM|hHDo)  
    -"R2  
    1) 评估最大模式阶数 4R#chQ  
    A` N,  
    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： iJ ($YvF4  
    Z-$[\le  
    )%`c_FL@N=  
    nmax=x方向上光强极大值的数量-1 +vw\y  
    mmax=y方向上光强极大值的数量-1 uFX#`^r`  
    {dhXIs  
    此例中：由下图光强分布计算出的nmax为3，mmax为0。 1rNzJ;'  
     WQx?[tW(U  
    dph{74Dc  
    [T|aw1SoN  
    2Sle#nw3  
    2）设置多模高斯光源 KKb,d0T[  
    Bj+S"yS  
     EB0TTJR?#  
    OsTc5K.U~  
    g1;:KzVv  
    3) 设置优化函数 M=8.Bp|Ye  
    C>ICu*PW  
    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)。 X@--m6-  
    t*=CZE-  
    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。 ;"xfOzQ  
     [ZNtCnv  
    DRSr%d  
    O;+ maY^l  
    b. 导入实际测量的远场光强分布 P:hBt\5B  
    *2ZjE!A  
    UBv,=v  
    4) 进行参数优化（Parametric Optimization） FXpJqlhNv  
    +Te\H  
    VirtualLabTM的参数优化（Parametric Optimization）可以用来计算模式权重。 T tfo^ksw  
    2VPdw@"~}  
    a. 打开参数优化 S%$ }(  
    loEPr5 bL  
    I~[F|d>  
    图1
    b. 选择优化变量，即四个模式 L{#IT.  
    ,A9]CQ  
    图2
    PoHg,n]  
    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： zZ:>do\2  
    H!@kO]?n  
    -转换效率（conversion efficiency）=100%（目标值） gLb`pCo/  
    -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。 1]d!~  
     `b?R#:G  
    .14~J6  
    图3
    Oylf<&knF\  
    d. 使用下坡纯形法(Downhill Simplex)进行参数优化 Vo4,@scG  
    <c*FCblv  
    图4
    >R|/M`<ph  
    e. 运行后，得到目标方程值(Target Function Value) 收敛后的优化结果 C2.HMgL  
    0q^>ZF-@  
    图5 oxr#7Ei0d  
    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： I.I`6(Cb  
    QER?i;-wb  
    图6
    ]z;P9B3@&  
    4.总结 Upx G@b  
    <:_wbVn-  
    VirtualLabTM允许模拟真实的多模高斯激光源。 cv8L-Z>x.=  
    UJ%R   
    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。 2L!u1  
    .28<tEf  
    QQ：2987619807     p$O.> [  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表