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
    • 2282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
    在线infotek
    科学家
     
    发帖
    7208
    光币
    30181
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-09-16
    作者：Daniel Asoubar（LightTrans） Y,t={HiclX  
    相关文件：Tutorial_101.01，Snippet_028 eb"5- 0  
    需求：VirtualLab™5.11.1-基本工具箱 +l{=  
    许可证：CC-BY-SA 3.0 6]%sFy2  
    Jd^,]  
    摘要 .O}%  
     rK]Cr9WM  
    eHNyNVz  
    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。 :mn>0jK,N  
    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。 x-.?HS[  
    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。     +<3X J7D  
    ~d*(=G  
    1. 建模任务 !s?nJ(p  
     K':;%~I  
    如何描述一个真实的多模激光以实际的方式发出光线？ cI?8RF(;  
    =\:qo'l  
    ;8{4!S&b  
    2. 方法 x!58cS*  
     (uZ&V7l  
    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： mah JSz(3  
    $#pP Z  
     l &5QZI0I  
    =\wxsL  
    UH-*(MfB  
    上述数学式中 为拉盖尔（Laguerre）或厄米（Hermite）高斯模式的（n，m）阶, αnm为权重因子。这里n=0，1…，nmax以及m=0，1，…mmax。 !1{e|p 7  
    Y U5(g^<  
    VirtualLab™的参数优化（Parameter Optimization）可以从实际测量的光强分布计算模式权重αnm。 % *INT  
     jeH~<t{  
    Vi]W|bP  
    WE.{p>  
    3. 在VirtualLab中的过程操作 qPy1;maXP  
    k=JrLfD4  
    在这一部分中，我们借助建模任务一章中所描述实例进行说明。 Xe:jAkDp  
    22M1j5  
    1) 评估最大模式阶数 ah0`KxO]  
    EL 8<U  
    对于厄米（Hermite）高斯TEM𝑛m模式，最大阶数nmax，mmax可以近似由实际测量的远场强度分布中延x方向和y方向的极大值的数量决定： '2nhv,|.U  
    <;m<8RjX  
    9s$CA4?HP  
    nmax=x方向上光强极大值的数量-1 ,UGRrS  
    mmax=y方向上光强极大值的数量-1 Q1 $^v0-)  
    :^WKT  
    此例中：由下图光强分布计算出的nmax为3，mmax为0。 hp7|m0.JW  
     ;=; 9tX  
    4;]hK!AXS  
    r6} |hpJ8  
    ,\  
    2）设置多模高斯光源 k_5L4c:"  
    v>Yb/{A  
      s ;oQS5Y  
    Bb^;q#S1  
    ]X5 9  
    3) 设置优化函数 _'>oXQJ  
    B43HNs  
    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)。 P.;aMRMR  
    {kCw+eXn?  
    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。 > BY&,4r  
     rrqR}}l  
    }v*G_}^  
    uU <=d  
    b. 导入实际测量的远场光强分布 Yu[ t\/  
    MVTMwwO\[  
    X>(TrdK_9"  
    4) 进行参数优化（Parametric Optimization） Dhw(#{N  
    m)v"3ib  
    VirtualLabTM的参数优化（Parametric Optimization）可以用来计算模式权重。 1V4s<m>#  
    "UGY2skf;  
    a. 打开参数优化 ICs\ z  
    1H@>/QC  
    I^UC&5dC  
    图1
    b. 选择优化变量，即四个模式 (-xS?8x$  
    57zSu3v4Y  
    图2
    XY)&}u.  
    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： =K{"{5Wb  
    wrbLDod /  
    -转换效率（conversion efficiency）=100%（目标值） ;8*`{F[  
    -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。 d + /&?3  
     wF,UE _  
    @}OL9Ch  
    图3
    &7b|4a8B%  
    d. 使用下坡纯形法(Downhill Simplex)进行参数优化 ZP *q4:  
    LuSLkLN  
    图4
    UXugRk%d  
    e. 运行后，得到目标方程值(Target Function Value) 收敛后的优化结果 wEE\+3b)  
    :xD=`ib  
    图5 8:>1F,  
    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： ^3{TZ=_;|  
    xA 1hfe.9  
    图6
    | e?64%l5P  
    4.总结 SAK!z!t  
    :x{NBvUIc  
    VirtualLabTM允许模拟真实的多模高斯激光源。 [*HN"  
    #qI= Z0Y  
    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。 ~ ! 3I2  
    J'fQW<T4wU  
    QQ：2987619807     }YMy6eW4  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表