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。
WD]dt!V% )` a R?_ 1.建模任务 yL1\V7GI{[ ;2^=#7I? ;| c, 2.光源参数 -.y3:^){^ 4*]`s|fbu 
LT!4pD:a 4 Q.70 1'=brc YR •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
y g7z?AZ • 光源平面直径：100μm×100μm
&E~7ty' • 空间相干长度：3μm×3μm
DE tq]|80m • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
|<S9nZg%p •
波长：351nm
@eul~%B{X e_e|t>nQ 3. 衍射扩散器透过率函数 '
x|B' VrDv d h$3Y,-4 一个衍射匀光元件,可以使用一个具有如下技术参数的衍射扩散器透过率函数来模拟：
6Dch+*4*@ • Phase-Only元件
%PQC9{hUy$ • 采样距离：5μm
/#HY-b • 大小：640μm×640μm
" d t3peH • 相位级：8
/3fo=7G6 • 生成的目标模式：圆形高帽
MTQdyTDHl ? mMd6U& J 
Q8O38uZ ?tOzhrv 4. 光源的辐射特性 }'3V(;9 FD8aO?wvg phTZUm i 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
v/)dsSNZ0u • 发散角
{3?g8e]zr • 空间相干长度
6w5 4+n • 或模式的腰束半径。
N$. ''D?7D edm&,p h] 
mu*wX'.' ^+pmZw9 0 5. 空间扩展光源建模 C>LkU |[
n1v%S"^ y|X[NSA • Gaussian Type Planar Source通过数个相同的横向偏移高斯模式,在光源的出射面以非相干的形式来模拟一个部分相干光源。
/dCZoz~~T • 对于这个案例，最终使用了11x11个足够多的横向模式来模拟光源。
BPW:W } - Q,lUP 
3) =$BSC% 6.系统：光路图（LPD） \aG> (Mr • 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。
:Y "f .> • 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。
xi-^_I • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
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s+4G`mq>* k38Ds_sW6d 7. 存储透过率函数 yfq"atj
>2_J(vm>
.
a~J.0c o b-wFnMXk+ • 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。
sb;81?| DBOz<| 8. 生成的谐波场集（光视图） |d8/ZD z[vMO% Rj-<tR{ • 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。
G|.>p<q • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
&K}!R$[,:P s`&8tP 
CfAX,f"ZP
8K{
TRPy 9. 生成的谐波场集（数据视图） I#m5Tl|# KyDQ<Dq& 
S&9{kt|BI 9Y~A2C C:W}hA! • 数据视图分别显示了每个模式。
#;H+Kb5O • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
T-eeYw?Yf • 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。
7kHEY5s
" i9_ZK/* 10.评估价值函数 nx=Zl:Q}
w $pBACX
1S <V,9( 8hGp?Ihu 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：
J
v'$6[? • 一致性误差和
( @mvNlc: • 窗口效率
cs,%Zk.xjw 在定义区域内对高帽进行分析。
G=(F-U;* R9~%ORI#; 11.评估的不同区域 _a^%V9t
EG2NE,,r
nJlrBf_Kj ) 9,9yd~SI 12. 存储谐波场集 GRS[r@W[1 <S%M*j hQvSh\p 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
6 I"Q9( 由于谐波场集可能包含上百种模式，那么数据量对RAM内存来说可能会太大。
,i e84o 对于这样的情况，VirtualLab Fusion允许用户或者进行一个标准的设置，或者明确指定一个确定的谐波场的数据存储位置（在RAM或者硬盘中）。
Kr!8H/Z g!i\ AMG? 
\5cAOBja ,vl][MhM 13. 临时文件的存放位置 6*le(^y` 1 f).J J iCDY)bu 基于模式的数量和每个模式采样点的数量，则要求大量的硬盘空间来存储单个谐波场集。
Y[#i(5w 可以通过File菜单→Global Options→Other 设置来改变存放临时文件的硬盘目录。
eo4;?z 建议硬盘空间超过100GB。
~bhesWk8! d\+smED 
wz<YflF s `U.h^V 14.结果 aPWlV= oG cK"b0K/M?B 
L]I)E` s QG$LbuZ` 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。
d~u+:[\=/ 邻近的数值探测器结果。
iZ yhj%# y".uu+hL` 15.模拟结果 :D`ghXj R&PQU/t) 
J L=MlZ 16.总结 c%n[v3] • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
: $lx] • 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。
