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
    • 1114阅读
    • 0回复

    [技术]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
    7048
    光币
    29385
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-05-22
    = :BTv[lv  
    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。 Fxv5kho  
    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。 \- 8S"  
    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。     0)rayzv  
    8F9x2CM-[C  
    1. 建模任务 G.3yuok9  
     ],s{%a5wC  
    如何描述一个真实的多模激光以实际的方式发出光线？ d<Dm(   
    " 6ScVa5)  
    eI,H  
    2. 方法 Z -fiJ75  
     .t7ME{  
    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： ?azcWf z0  
    4 (XV)QR  
     FxmHy{JG  
    QJ+Ml  
    otX/sg.B*  
    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。 ZI.Czzx\=  
    {5]c \_.  
    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。 `BVXF#sb  
     jN-!1O._G  
    4W#DLip9  
    XAZPbvG|$  
    3. 在VirtualLab中的过程操作 " v<O)1QT  
    ow{J;vFy\  
    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。 AuT:snCzR  
     |A\o  
    1) 评估最大模式阶数 Qk >9o  
    C8x9 Jrc  
    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： lffw "  
    vi28u xc  
    yLPP6_59$  
    nmax=x方向上光强极大值的数量-1 C\4d.~C:w3  
    mmax=y方向上光强极大值的数量-1 bYO['ORr @  
    @C%6Wo4l3  
    此例中：由下图光强分布计算出的nmax为3，mmax为0。 UA|\D]xe  
     n?;h-KKO:  
    Lt ^*L% x  
    `hdN 6PgK  
    bh(} f.@ 9  
    2）设置多模高斯光源 \SoT^PW  
    nxB[T o*P  
     Fv*Et-8tN5  
    33 ; '6/  
    3"juj '  
    3) 设置优化函数 1tLEKSo+  
    nRvaCAt^  
    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)。 aIDv~#l  
    )|_L?q#w!'  
    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。 'iTY?  
     ]&N>F8.L+  
     S'\e"w  
    hw.>HT|.N  
    b. 导入实际测量的远场光强分布 |]9L#  
    uq ;yR[w"  
    KK6fRtKv>q  
    4) 进行参数优化（Parametric Optimization） vZW[y5   
    $s4.Aj  
    VirtualLabTM的参数优化（Parametric Optimization）可以用来计算模式权重。 e"_kH_7sv  
     "iR:KW@  
    a. 打开参数优化 T@*'}*  
    Oxa8ue?  
    &=MVX>[  
    图1
    b. 选择优化变量，即四个模式 <nb%$2r1  
    k~gOL#$  
    图2
    ]-9w'K d  
    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： { 0-on"o  
    \7%#4@;?  
    -转换效率（conversion efficiency）=100%（目标值） R}cNhZC  
    -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。 }Z{FPW.QK  
     8\^A;5  
    $wi4cHh  
    图3
    rwVp}H G  
    d. 使用下坡纯形法(Downhill Simplex)进行参数优化 M9afg$;.xe  
    EZN!3y| m  
    图4
    P%H  Dz  
    e. 运行后，得到目标方程值(Target Function Value) 收敛后的优化结果 "l9aBBiu  
    El@*Fo  
    图5 N'WC!K.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： @"MQ6u G>  
    'A^q)hpax  
    图6
    3 z(4axH'  
    4.总结 jz! [#-G  
    92t.@!m`  
    VirtualLabTM允许模拟真实的多模高斯激光源。 !yxqOT-  
    %T\hL\L?  
    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。 &b`W<PAc?4  
     I8j:{*h  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表