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。
4p:d#,?r 'ygKP6M 1.建模任务 3l{V:x!9@ h `Lr5)B' [o)K1>>7 2.光源参数 |[SHpcq> 1m*)MZ ) 
cOV j @z g) Lf^ Q:-T' xk@ •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
#l=yD]t PU • 光源平面直径：100μm×100μm
y )QLR<wf • 空间相干长度：3μm×3μm
D=e*rrL7a • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
vV,TT%J8D •
波长：351nm
_Mw3>GNl )w7vE\n3 3. 衍射扩散器透过率函数 q$:1Xkl TM)INo^ AO-5>r 一个衍射匀光元件,可以使用一个具有如下技术参数的衍射扩散器透过率函数来模拟：
F s/CW\ • Phase-Only元件
fap`;AuwK • 采样距离：5μm
^^a6 (b • 大小：640μm×640μm
K*~{M+lU7 • 相位级：8
cl& w /OJ# • 生成的目标模式：圆形高帽
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_kq| 
B2; P%B *u},(4Qf 4. 光源的辐射特性 Z"`w>c. y;b#qUd5a &*`dRIQ] 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
^ja]e%w# • 发散角
V]H(;+^P • 空间相干长度
VGS%U8; • 或模式的腰束半径。
c8uaZvfW *:%&z?<Fw 
S\GWMB!oF m{IlRf' 5. 空间扩展光源建模 \s=r[0tj! odhcD;^X1 =H{<}>W' • Gaussian Type Planar Source通过数个相同的横向偏移高斯模式,在光源的出射面以非相干的形式来模拟一个部分相干光源。
"n%j2"TYJj • 对于这个案例，最终使用了11x11个足够多的横向模式来模拟光源。
q[s,q3n~ b}!
cEJY 
,GSi Sn 6.系统：光路图（LPD） K9N31' • 在光源和扩散器元件之间，放置了一个
焦距为20mm的理想
透镜以用于光源的准直。
XGa8tI[:X • 衍射扩散器元件由Stored (Transmission) Function（存储（透过率）函数）表示，在此设置所设计的衍射扩散器的数据。
#u&fUxM:AS • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
1eI*.pt Rhc:szDU 
\BHZRytQF 6 H|SiO9 7. 存储透过率函数 |` T7}U
^/n1h g
L3eF BF/ v5[gFY(? • 对于规律的量化相位透过率函数，可以用存储函数元件中的缩放因子来模拟可能产生的加工偏差。
A iHU*dp6 "r^ RfZ; 8. 生成的谐波场集（光视图） w B)y@w4k N9-0b 9\8ektq} Z • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
mERk C,$ • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
b|i4me @ zyPb\/ 
9PB%v.t5 y m` 1dB%;? 9. 生成的谐波场集（数据视图） j4XVk@'OX K|%Am4 
5{=+S] :<g0Ho?e ]
(e ,J • 数据视图分别显示了每个模式。
@qNY"c%HV • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
Q>5f@aN • 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。
DOWWG!mx J!Z6$VERy 10.评估价值函数 Cu@q*:'
dA<%4_WZty
DuC#tDP "`M~=RiI 为了评估所获得的圆形平顶光束的质量，使用了两个可编程探测器来计算其参数：
[8'?G5/n • 一致性误差和
N8 2 6xvA • 窗口效率
,7V?K j 在定义区域内对高帽进行分析。
V Rv4p5 JSUD$|RiJ 11.评估的不同区域 i*$+>3Q-
.>W [
vjX,7NY? .=:f ] fs 12. 存储谐波场集 i ;B^I8 n
n F ?)9L($VVD 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
.]E(P
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。
#?)6^uTW 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）。
;bwBd :Y jm%P-C
@ 
#`y[75<n w10~IP 13. 临时文件的存放位置 l2;$q NAo ^: /c<(DQD d'(n/9 K 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。
/T6bc^nO 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。
H!Gw@u]E 建议硬盘空间超过100GB。
pj_W ^,*/ "6C
a{n1hk 
R+.4|1p 5QqU.9M 14.结果 |kZ!-?9Z e/hCYoS1n 
'jO2pH /% 0j8fU7~6S 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。
EY]H*WJJ 邻近的数值探测器结果。
<Y6Vfee,& E^J &?- 15.模拟结果 -aBhN~ z#G\D5yX[* 
xD*Zcw(vj~ 16.总结 @(L}:]{@ • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
i\lvxbp • 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。
