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i[A$K~f
1). 这个案例展示了如何在VirtualLab中对一个真实的多模激光源建模，如二极管激光器或受激准分子激光器。 O7b Tu<h=
2). 因此，首先我们需要对于一个真实的多模激光光源进行远场强度测量。 ::N'tc Z^2
3). 基于远场强度的测量，通过参数优化（Parameter Optimization）来计算光源的最优模式的混合。 *KSQ^.sYh # (B <n 1. 建模任务 k8w }2Vw
he;;p ="!* 如何描述一个真实的多模激光以实际的方式发出光线？ JSQNx2VqQ  "<x% kD KOVGwEj 2. 方法 JX@/ rXFY}
6!])\Ay 1) 大多数有稳定激光腔的多模激光可以由不同拉盖尔（Laguerre）或厄米（Hermite）高斯模式以非相干加权求和的方式来描述。这意味着在数学上多模激光的发射场可以用下式表示： !Z2?dhS
sF}T9 Ue
 dM8`!~#&PI vFXih'=_
UOy9N
上述数学式中 为拉盖尔（Laguerre）或厄米（Hermite）高斯模式的（n，m）阶, αnm为权重因子。这里n=0，1…，nmax以及m=0，1，…mmax。 _!kL7qJ"
m[,!
orq
VirtualLab™的参数优化（Parameter Optimization）可以从实际测量的光强分布计算模式权重αnm。 U=MFNp+
.<j\ "X( { j.5!Nj]B B$"CoLC7+
3. 在VirtualLab中的过程操作 j-@3jFu
|13UJ
vR
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。 ~itrM3^"w
u {maE ,
1) 评估最大模式阶数 ] Ec\!,54u
6VpT*,2d~
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： [f,; +Ze
8R}CvzI
, cD(s(6+
nmax=x方向上光强极大值的数量-1 E$d Pu
mmax=y方向上光强极大值的数量-1 l -us j%\
=B_vQJF2
此例中：由下图光强分布计算出的nmax为3，mmax为0。 `)$'1, ]u
p = _K P9 2bwf(  zts%oIgV <z+5+h|^
2）设置多模高斯光源
< TJzp
F1%-IBe
 :4|u bu
S,,,D+4
EEmYfP[3
3) 设置优化函数 Qvt
:G\f(2@
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)。 ;@ xSJqT
A46 z2
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。 daS l.:1
r=l hYn  v1wMXOR 57*`y'C W b. 导入实际测量的远场光强分布 9B gR@b <hazr KUn  W Z`u"t^2V 4) 进行参数优化（Parametric Optimization） ew8 f7S[ z)N8#Y~vn VirtualLabTM的参数优化（Parametric Optimization）可以用来计算模式权重。 :^7/+|}9p 53X H|Ap a. 打开参数优化 b C{1LY0 @%mJw
u  v;4l*)$) 图1  V*HkF T 图2
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： 9D,`9L5-=
_Eo $V&
-转换效率（conversion efficiency）=100%（目标值） H0tj Bnu
-信噪比（SNR）<测量信噪比（SNRMeasurement）（下限）。在这里测量信噪比（SNRMeasurement）是测量数据的信噪比。通常这个值受远场强度的测量精度影响。 = rDoXm
vqDd][ n  F"o
K*s 图3  CtiTXDc_ 图4  ;#a^M*e 图5 zi M~V'  Bg.~#H 图6
4.总结 .URCu B\{
_Ec9g^I10
VirtualLabTM允许模拟真实的多模高斯激光源。 V?x&.C2Z
ft$@':F
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。 CHxu%- g
mOm_a9M L
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