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。
dvx#q5f_S ooL!TS GD 1.建模任务 f ue(UMF~ gX}8#O.K$ N/'b$m5=
S 2.光源参数 3cyHfpx-W ?|C2*?hZ+ 
GR.^glG?6 | y#
Jx ua Gk6S •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
q u6D 5t • 光源平面直径：100μm×100μm
N1S{ suic • 空间相干长度：3μm×3μm
u R4 z &y • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
qIE9$7*X •
波长：351nm
UA0Bz oky; Lpz>>} 3. 衍射扩散器透过率函数 c|B('3h #7 $
H K?Nhi^f"L 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：
]G= L=D^cK • Phase-Only元件
|= ba9&q • 采样距离：5μm
B =T'5& • 大小：640μm×640μm
'$IKtM`L • 相位级：8
F>6|3bOR • 生成的目标模式：圆形高帽
x0D*U?A VUGmi]qd 
K Hu+9eX \?ZB]*Fu 4. 光源的辐射特性 Q&ptc>{bH6 wn, KY$/ !r8 `Yr n 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
~i{(<.he • 发散角
9@:2wR | • 空间相干长度
7~% ?# • 或模式的腰束半径。
(ejvF):| xY8$I6 
r: '.nhe ,vawzq[oSy 5. 空间扩展光源建模 El".I?E* z`}qkbvi VG#EdIiI • 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。
zOIDU • 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。
] t ,BMu=% -%CP@ dAk 
E h vX)s 6.系统：光路图（LPD） mzKiO_g} • 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。
{.|CdqwY • 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。
~.nmI& 3 • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
aEWWP]
@4#c&h 3 
RF c v^Xf ( Q!}9K3 7. 存储透过率函数 W:n ef<WH
v^NIx q}U
\fd v]f 1D7 `YKI9h • 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。
/NFj(+&g+ , WYPU 8. 生成的谐波场集（光视图） LEf^cM=> GPudaF{ k FD; i • 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。
<w9JRpFY • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
9 YyLf ; (gU!=F?#m 
NB#OCH1/9 g2ixx+`?|: 9. 生成的谐波场集（数据视图） k5e;fA/w hEH?[>9 
c_pr 5m 4P\y^a 5 PJhEB • 数据视图分别显示了每个模式。
pa3{8x{9m • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
<2x^slx)? • 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。
n'Lr QU q:0N<$63 10.评估价值函数 KY I /
o[w:1q7
C2I_%nU Z1 ~jk|4`I?T 为了评估所获得的圆形平顶光束的质量，使用了两个可编程探测器来计算其参数：
p)-^;=<B3 • 一致性误差和
p27~>xQ • 窗口效率
ZJJY8k ` 在定义区域内对高帽进行分析。
..5CC;B ZvX*t)VjTz 11.评估的不同区域 tSUEZ62EY
^
VyKd
exUFS5d [ l??A3G 12. 存储谐波场集 lb3b m)@: RSRS wkC #gN&lY:CFn 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
,w4(kcg%iQ 由于谐波场集可能包含上百种模式，那么数据量对RAM内存来说可能会太大。
T3<4B!UB& 对于这样的情况，VirtualLab Fusion允许用户或者进行一个标准的设置，或者明确指定一个确定的谐波场的数据存储位置（在RAM或者硬盘中）。
7xlkZF xLajso1g69 
U '_Q>k
Pmx -8w 13. 临时文件的存放位置 }R2u@%n{ V2EUW!gn
2 b_taC ^-l 基于模式的数量和每个模式采样点的数量，则要求大量的硬盘空间来存储单个谐波场集。
iWkWR"ys y 可以通过File菜单→Global Options→Other 设置来改变存放临时文件的硬盘目录。
\*?~Yj # 建议硬盘空间超过100GB。
G~a ZJ, VCkq"f7c w 
Q3~H{)[Kq >Cp0.A:UC# 14.结果 +Kc ;H*T^0 
g:@#@1rB6 (5YM?QAd 结果（左上图：单模；右上图：所有11×11模式）灰度图，根据线性强度探测器。
(%6P0* 邻近的数值探测器结果。
9$w.9`Py 5C ]x!>kX 15.模拟结果 ;[DU% f !f [_+CD 
"&u@d~`-n 16.总结 ]%H`_8<gc • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
>+1duAC • 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。
