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。
>Z1q j> \^ #~@9 1.建模任务 9<K j6t_ )"+( butI& V5 U?F6 2.光源参数 N41 R eHDef 
QMEc QV> BcD&sQ2F r[?1 •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
1".v6caW • 光源平面直径：100μm×100μm
w1;hy"zPsj • 空间相干长度：3μm×3μm
A{B/l X) • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
d 6i6hcQE •
波长：351nm
LL$_zK{ "[:iXR u 3. 衍射扩散器透过率函数 _w*}\~`=^ wW>)(&!F n<B<93f/ 一个衍射匀光元件,可以使用一个具有如下技术参数的衍射扩散器透过率函数来模拟：
'EFyIVezg9 • Phase-Only元件
6ksAc%|5 • 采样距离：5μm
Y?534l)j • 大小：640μm×640μm
Su 5>$ • 相位级：8
\n9zw' • 生成的目标模式：圆形高帽
#Km:}= 5Zw1y@k( 
9 C t` BnRN;bu 4. 光源的辐射特性 |j3'eW& = h $N0 D ! ?|e'Gbb_ 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
M/Pme&% • 发散角
"7>>I D • 空间相干长度
OGiV{9U • 或模式的腰束半径。
bx K(9. RllY- JBO 
'Pvm8t `pd&se'p 5. 空间扩展光源建模 Vx_ rc%' L!_ZY j]0^y}5f+s • Gaussian Type Planar Source通过数个相同的横向偏移高斯模式,在光源的出射面以非相干的形式来模拟一个部分相干光源。
} bU8G ' • 对于这个案例，最终使用了11x11个足够多的横向模式来模拟光源。
/WPv\L
htY=w}> 
":3 VJ(eY 6.系统：光路图（LPD） 63?)K s • 在光源和扩散器元件之间，放置了一个
焦距为20mm的理想
透镜以用于光源的准直。
Da$r ` • 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。
>s3gqSDR • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
x( mE<UQN ~tB;@ e 
dMx4ykrR ECa$vvK
m 7. 存储透过率函数 _B2V " p
mYB` )M*Y
t"j|nz{m C9S@v D+ • 对于规律的量化相位透过率函数，可以用存储函数元件中的缩放因子来模拟可能产生的加工偏差。
b4Y8N"hL% URcR 8. 生成的谐波场集（光视图） OEr:xK2T M^rM-{?< h!&sNz X • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
4"\ yf • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
5=?i; P "f QRk 
bAxTLIf !a1i Un9 9. 生成的谐波场集（数据视图） ( g :p5Rl ?3sT" r_d@ 
B'> *[!A D1,O:+[;. ^c9ThV.v • 数据视图分别显示了每个模式。
hQJW KAf,/ • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
5IMSNGS • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
#_Ea[q7v !>;w!^U 10.评估价值函数 HOYq?40.R
tw qFs
].D Y" &jts:^N> 为了评估所获得的圆形平顶光束的质量，使用了两个可编程探测器来计算其参数：
24@^{
} • 一致性误差和
:q2YBa • 窗口效率
7{BnXN[ 在定义区域内对高帽进行分析。
oo'w-\2]p *Jnh";~b 11.评估的不同区域 XK 3]AYH
C @@$"}%v2
| 1V2tx y/4ny,s" 12. 存储谐波场集 2:J,2=% u7k|7e=xk
A o3HX 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
$v&C@l \ 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。
^pcRW44K 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）。
$Xt;A&l2? RWE~&w G} 
agY5Dg7 %8Yyj{^!( 13. 临时文件的存放位置 vv h.@f t-lv|%+8 iBHw[X,b 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。
G^KC&
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。
$I (}r3r 建议硬盘空间超过100GB。
<3Fz>}V32 _?Ckq 
]^ !}*
I7b i@t 14.结果 BvI 0v: ' fl(N2t 
&E]"c]i+ Loc8eToZ 结果（左上图：单模；右上图：所有11×11模式）灰度图，根据线性强度探测器。
t[j9R#02? 邻近的数值探测器结果。
S| "TP\o H` Lu"EK 15.模拟结果 7yUvL 8p- D9G0k[D, 
43F^J%G 16.总结 _0*=u$~R • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
X $ PS(_M • 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。
