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。
q( i| Xm*gH, ' 1.建模任务 c&IIqT@Gb0 z#GZvB/z) U aj8}7v 2.光源参数 u!?.vx<qy vL{sk|2& 
BdB/`X* $S|bD$e Uaog_@2n, •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
3J~Q pw0< • 光源平面直径：100μm×100μm
& ,2XrXiFu • 空间相干长度：3μm×3μm
IIUoB!` • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
{LVii}< •
波长：351nm
g:`V:kbY$ R
@b[o7/ 3. 衍射扩散器透过率函数 >7 B6iR6N NMM0'tY~ i]a0
" 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：
?@6N EfQf • Phase-Only元件
xq- R5(k
• 采样距离：5μm
fmY=SqQG- • 大小：640μm×640μm
nJY#d; • 相位级：8
ihBlP\C • 生成的目标模式：圆形高帽
BV"7Wp; (S* T{OgO 
~[e;{45V lhva| 4. 光源的辐射特性 i]a 5cn M%5qx,JQY &]3_ .C 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
?<bByxa • 发散角
Eb{Zm<TP • 空间相干长度
q+5g+9 • 或模式的腰束半径。
f1y3l1/ e<6fe-g9; 
"C&l7 K;bp (4o_\& 5. 空间扩展光源建模 XT>
u/ Z ) _so\ h.lt B ZP}0 • 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。
zs:O HEZw • 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。
*,q ?mO |RS9N_eRt 
DKnjmZ:J| 6.系统：光路图（LPD） 1p=^I'# • 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。
.w/ w]
Eq • 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。
S\b [Bq • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
<]xGd!x$ 9`VgD<?v 
|N/Grk4 6^y*A!xY 7. 存储透过率函数 ]Qm$S5tU
)0 UVT[7
9z6-HZG'~< :6~Nq/hZ B • 对于规律的量化相位透过率函数，可以用存储函数元件中的缩放因子来模拟可能产生的加工偏差。
#pO=\lJ, k/o"E 8. 生成的谐波场集（光视图） ZmeSm&
hQ_ &~)PB
| |fqYMhA U • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
kKL'rT6z • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
W6J%x[>Z wd*8w$\ 
KtTv0[66 7.mY@ 9. 生成的谐波场集（数据视图） Yci>'$tQ l\g>@b 
1c8Nr&Jl Yw @)0%G " O0p.o • 数据视图分别显示了每个模式。
uqy&P S • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
._'AJhU$0 • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
v6=pV4k9 ehCGu( = 10.评估价值函数 #$W02 L8
9/2VU<
K
-([
ipg(r y0s=yN_ 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：
Z
0 &=Lw • 一致性误差和
? 1Os%9D* • 窗口效率
t 7GK\ B8: 在定义区域内对高帽进行分析。
w]L^)_'Th mD@*vq 11.评估的不同区域 xb{G:v
iB4`w \-o
"3 Y(uN En!X}Owh 12. 存储谐波场集 $O
nh2
^ -YvnX0j+ PgOOFRwP 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
{BV0Y .O 由于谐波场集可能包含上百种模式，那么数据量对RAM内存来说可能会太大。
5<64 C}fE3 对于这样的情况，VirtualLab Fusion允许用户或者进行一个标准的设置，或者明确指定一个确定的谐波场的数据存储位置（在RAM或者硬盘中）。
:Kq]b@ X FgwIOpqE* 
RfoEHN H!SFSgAu 13. 临时文件的存放位置 m&S *S_c hK]mnA[Y , bTpD! 基于模式的数量和每个模式采样点的数量，则要求大量的硬盘空间来存储单个谐波场集。
_43'W{% 可以通过File菜单→Global Options→Other 设置来改变存放临时文件的硬盘目录。
P^'TI[\L9 建议硬盘空间超过100GB。
Ymvd3> _ tuK2D,6 
f4'WT N!~O~ Eo3 14.结果 2WO5Af% lKdd3W"o 
6W\G i> =D~>$ Y 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。
ohU}ST:9 邻近的数值探测器结果。
s5 s'[< >U\1*F,Om, 15.模拟结果 ^sVr#T :+ ZLKm 
sP:nTpTsC 16.总结 gwGw • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
/SW*y@R2l • 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。
