摘要：这个案例分析了由衍射扩散器元件实现的单色准分子
激光光束的均匀化，最终生成一个圆形高帽。
$VUX?ii$7= ?4YLt|sn 1.建模任务 Q?{^8 ?7 Zd8`95 9qX)FB@'i; 2.光源参数 RZqou|ki rE9Nt9 } 
*w[ 0uQL5Z >|g(/@IO x5eSPF1 •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
V ^hR%*i' • 光源平面直径：100μm×100μm
@ x5LrQ_`r • 空间相干长度：3μm×3μm
@k||gQqIB • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
U,7}VdO •
波长：351nm
9
f= ~E8P &r1]A& 3. 衍射扩散器透过率函数 !p{CsR8c ,d$D0w Nyl)B7/w 一个衍射匀光元件,可以使用一个具有如下技术参数的衍射扩散器透过率函数来模拟：
p|Nh:4iN • Phase-Only元件
aB WA hn • 采样距离：5μm
tYCVVs`? • 大小：640μm×640μm
CRPE:7,D • 相位级：8
p'\zL:3 • 生成的目标模式：圆形高帽
EjP9/V G@= p;. M . 
^JAp#?N^9 nt$q< 57 4. 光源的辐射特性 @IV,sz e >Xw0i\G [Z;ei1l 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
QVo>Uit • 发散角
$) m$ c5! • 空间相干长度
-mLS\TF S • 或模式的腰束半径。
f-Zi!AGh> 2 :wgt 
U;t1 K !TO+[g! 5. 空间扩展光源建模 /cZTj!M j%=X
ps moL3GV%]Gq • Gaussian Type Planar Source通过数个相同的横向偏移高斯模式,在光源的出射面以非相干的形式来模拟一个部分相干光源。
cc 0T b • 对于这个案例，最终使用了11x11个足够多的横向模式来模拟光源。
sq?js#C5 a]
7nK+N 
=:'\wx
X 6.系统：光路图（LPD） P=R- 1V • 在光源和扩散器元件之间，放置了一个
焦距为20mm的理想
透镜以用于光源的准直。
G%viWWTY • 衍射扩散器元件由Stored (Transmission) Function（存储（透过率）函数）表示，在此设置所设计的衍射扩散器的数据。
i(>
WeC+ • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
8&yI1XM| }VeE4-p B 
o+Fm+5t; wU|jw( 7. 存储透过率函数 V&7NN=
^G4@ cR.An
J T6} m YP>J'{?b*" • 对于规律的量化相位透过率函数，可以用存储函数元件中的缩放因子来模拟可能产生的加工偏差。
+QP(ATdM d .%2QkL 8. 生成的谐波场集（光视图） %F\.1\&eE q7<=1r+ X0]{8v% • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
v[V7$.%5Q • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
#HZ W57" "R gP! 
S_?sJwM AG><5 } 9. 生成的谐波场集（数据视图） oX7_v_:J\R & hih
p" 
3^5h:OaT 6-FM<@H{ KW $.Yy • 数据视图分别显示了每个模式。
8:[ l1d86 • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
\>|| • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
y?U@F/^}N ae" o|Q 10.评估价值函数 2 9cx(
n|Ts:>`V
r+k&W '2
Y8 为了评估所获得的圆形平顶光束的质量，使用了两个可编程探测器来计算其参数：
) ]DqK<- • 一致性误差和
q3C • 窗口效率
+;4 ;~>Y 在定义区域内对高帽进行分析。
oW^>J- X ]W)D
S 11.评估的不同区域 g#`}HuPoE
AN3oh1xe:
+*,!q7Gt bg|dV 12. 存储谐波场集 41P0)o Kwi+}B ! ',/# | 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
9MH;=88q 由于谐波场集可能包含上百种模式，那么数据量对RAM内存来说可能会太大。
aRElk&M 对于这样的情况，VirtualLab Fusion允许用户或者进行一个标准的设置，或者明确指定一个确定的谐波场的数据存储位置（在RAM或者硬盘中）。
eK5~ YM:o :s \zk^h? 
=CO) Q2 mG$N%`aG 13. 临时文件的存放位置 .)=*Yr M \GQRpJ#h1 ~`="tzr: 基于模式的数量和每个模式采样点的数量，则要求大量的硬盘空间来存储单个谐波场集。
y4l-o 可以通过File菜单→Global Options→Other 设置来改变存放临时文件的硬盘目录。
P_'{|M<? 建议硬盘空间超过100GB。
fDqDU #!E`%'
s] 
QO0@A x\b :,M+njcFc 14.结果 u})*6 l. ?PqkC&o[q 
K^o{lyK;@~ RyU8{-q 结果（左上图：单模；右上图：所有11×11模式）灰度图，根据线性强度探测器。
:J_UXtx 邻近的数值探测器结果。
J9OL>!J -agB ]j 15.模拟结果 d2V\T+= egBk7@Ko 
P3-O)m]jv 16.总结 S(nQ?;9, • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
:5$ErI • 通过使用许多不同的图形和数值评估，可以对一个均匀化
系统（如使用衍射扩散器）进行一个非常有效且有益的分析。
