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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KW O5{!CT$ 1.建模任务 U?JZ23>bbw X>EwJ"q# OBi9aFoQ 2.光源参数 *}Zd QJL mq$ '\c
9. 
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Lg6 eIK8J,- I\P hgFt@O •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
V(1Ldl'a • 光源平面直径：100μm×100μm
vG O- a2Z • 空间相干长度：3μm×3μm
(;P)oB"`C • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
BKfcK>%g •
波长：351nm
Bp 6jF2 jDI O,XuF 3. 衍射扩散器透过率函数 8s pGDg\g !! 4_x $n& alcU 一个衍射匀光元件,可以使用一个具有如下技术参数的衍射扩散器透过率函数来模拟：
]p:x,%nm • Phase-Only元件
br+{23&1R# • 采样距离：5μm
%)8`(9J* • 大小：640μm×640μm
5#s?rA% u • 相位级：8
(Mhj-0xf$ • 生成的目标模式：圆形高帽
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5i7,s 6Lz{/l8 4. 光源的辐射特性 `o
yz "07m n|IdEgD$ |/C> xunzz 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
T{d 7,.: • 发散角
R K#e7 • 空间相干长度
Sx+.<]t2A • 或模式的腰束半径。
:.f =>s] :XcU @m 
P!'Sx;C^f #>GUfhou) 5. 空间扩展光源建模 e*jt(p[Ge rc1EJ(c <Rob.x3 • 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。
:q S=_!1 • 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。
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#u1.|s&p A;m)/@ 
)X g,;^ 6.系统：光路图（LPD） /lkIbmV • 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。
."l@aE=| • 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。
;H /*%2 • 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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K G6k i_ B2:6=8< 7. 存储透过率函数 >
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~b/lr 3&_O\nD • 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。
_JOrGVmD o1YX^-<[F 8. 生成的谐波场集（光视图） {\j h? P| VI 0^Zq!6R |4aV~ n[># • 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。
Gp'rN}i^ • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
YlwCl4hq N[d*_KN.! 
HGfV2FtT z {ER!
0w/ 9. 生成的谐波场集（数据视图） db$Th=s[ z]^&^VFu 
/c' 3I
=z'- B~ j hrmQS • 数据视图分别显示了每个模式。
m]}
E0 • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
vg"y$% • 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。
f305 yo x$d3 fsEE 10.评估价值函数 *T$o" *}
U:m[*
}+<
T^g2N`w2 j9u/R01d 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：
WM5 s • 一致性误差和
(f ^WC, • 窗口效率
asb-syqU 在定义区域内对高帽进行分析。
JO\Tf."a \ oGx OJyD 11.评估的不同区域 `G&W%CHB
]+;1)
L22GOa0 0'*whhH 12. 存储谐波场集 j9n3 kmPK |R >B/ jTn5= 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
}UJS*mR 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。
} NW^?37 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）。
\?7)oF Nz =)vmX0v L 
#-dfG.* |ybW 13. 临时文件的存放位置 *CZvi0& EKoAIC*?p #3vq+mcn 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。
a5ZU"6Hi 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。
4wh_ iO 建议硬盘空间超过100GB。
sE@t$'= tgK$}#.* 
h~haA8i?{ ^IGutZov 14.结果 &S}%)g%Iv9 gQ4Q
h; 
U<{8nMB ln%xp)t 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。
Dw{rjK\TT' 邻近的数值探测器结果。
\9;u.&$mNB &Q O~p3M 15.模拟结果 nlJ~Q_E( oV utHt 
?;@xAj 16.总结 X{zg-k(@ • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
T- ID {i • 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。
