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。
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[%s@C $E,DxDT 1.建模任务 7CL@i L Tq fYQi#0drn <&0*5|rR 2.光源参数 [`-O-?= k q.h\[ 
n25tr'= -%V-'X5 OZ14 -}Lr5 •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
x(zZqOed • 光源平面直径：100μm×100μm
ODvpMt:+ • 空间相干长度：3μm×3μm
$~@096`QL< • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
e, 0I~: •
波长：351nm
x OyL2 6ym)F!t8l 3. 衍射扩散器透过率函数 $F()`L{Tj *n_4R r 8U:dgXz 一个衍射匀光元件,可以使用一个具有如下技术参数的衍射扩散器透过率函数来模拟：
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^@p • Phase-Only元件
Ru')X{]25 • 采样距离：5μm
<IDzv' • 大小：640μm×640μm
g?Aq C • 相位级：8
j"sO< Q{6% • 生成的目标模式：圆形高帽
k\< Ln
w A^@ <+? 
jL %}y1m? yj+b/9My
4. 光源的辐射特性 w:zC/5x` /P"\ +Qp
<m:wuNEM 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
^QQ NJ • 发散角
?[B[ F • 空间相干长度
~tu Fjj^ • 或模式的腰束半径。
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UBHQz c+, ;OJ0}\*iP8 5. 空间扩展光源建模 @CI6$ A":b_!sW W8h\ s { • 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。
5g>kr< K • 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。
p}7&x[fTLk 3(*s|V" 
ykhCt\t[ 6.系统：光路图（LPD） hBE> e a • 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。
aB! Am +g • 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 8;[DP9 • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
OT3;q T*fw ZKPkx~,U[ 
Hbc&.W;g7[ Fh $&puF2 7. 存储透过率函数 R0< Vd"
k K|+W,
m e{SVG{ O9)}:++T • 对于规律的量化相位透过率函数，可以用存储函数元件中的缩放因子来模拟可能产生的加工偏差。
'\\Cpc_g B Q0\+ 8. 生成的谐波场集（光视图） K a\b_P& xG/qDc AK?j1Pk • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
Z x%@wH~ • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
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'z J3^Z PW 
-JK 4 -Hg |r aQ]b@t& 9. 生成的谐波场集（数据视图） F]#fl% zL8A?G)= M 
(r\h dLX 0N ;d)3 &r u0i@?) • 数据视图分别显示了每个模式。
Y{tuaBzD • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
V <pjR@ • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
Jh IK$Ti a`Z f_;$@ 10.评估价值函数 ;}'<`(f&nX
D +""o "%
S6tH!Z=(g 3[Iw%% q 为了评估所获得的圆形平顶光束的质量，使用了两个可编程探测器来计算其参数：
AB\4+ CLV • 一致性误差和
htym4\Z= • 窗口效率
* =@pdQkR 在定义区域内对高帽进行分析。
|h /2'zd^- uZI a-b 11.评估的不同区域 mDf WR
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1Di&vpn0u Q*(o;\s 12. 存储谐波场集 hiH p@"l< ^T,cXpx| g >zL{[e! 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
-#x\ E%v.F 由于谐波场集可能包含上百种模式，那么数据量对RAM内存来说可能会太大。
nB& 8=. 对于这样的情况，VirtualLab Fusion允许用户或者进行一个标准的设置，或者明确指定一个确定的谐波场的数据存储位置（在RAM或者硬盘中）。
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Q 4q#/z Zh^w)}(W 13. 临时文件的存放位置 bp,CvQ'}a o7zfD94I p]4
s N 基于模式的数量和每个模式采样点的数量，则要求大量的硬盘空间来存储单个谐波场集。
GK&Dd"v 可以通过File菜单→Global Options→Other 设置来改变存放临时文件的硬盘目录。
n\Ixv 建议硬盘空间超过100GB。
HXI}f\6x P\e%8&_U/ 
xK3;/!\` ]
),' =@ 14.结果 Q>$L;1E*, .SN]hLV5 
aa/9o ] 9<S-b |!@ 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。
<b I,y_<K 邻近的数值探测器结果。
}}_l@5 [dMxr9 M 15.模拟结果 &=bI3- [_n|n"M 
zhE7+`` g 16.总结 MzD0F#Y • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
K>y+3HN[6 • 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。
