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。
ke3HK9P; tb-OKZq 1.建模任务 (P
E#
Y( 5?V? /3)YWFZZc 2.光源参数 JVJ1Ay/be p/\$P=
2+T 8Y,g l|@/?GaH xG *lV|<7> •
LED模型:Gaussian Type Planar Source(高斯型平面
光源)
Ft%TnEp • 光源平面直径:100μm×100μm
)8 "EI-/. • 空间相干长度:3μm×3μm
0[Xt,~ • 相应的发散角(HWHM):~0.89×0.89°
w8m8r`h •
波长:351nm
nZ`2Z7! a@5xz) 3. 衍射扩散器透过率函数 +E q~X=x E6k?+i
w _V_8p)% 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:
t_dw}I • Phase-Only元件
a`EGx{q( • 采样距离:5μm
ADLa.{ • 大小:640μm×640μm
.yK\&q[< • 相位级:8
zJG x5JC • 生成的目标模式:圆形高帽
eB<V%,%N# lJ2|jFY9
)5GdvqA e\d5SKY 4. 光源的辐射特性 &{%S0\K Y m]-v IUpb L!8 -:)0b 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
+c]N]?k& • 发散角
r'9=kx • 空间相干长度
9U }MXY0 • 或模式的腰束半径。
0'V- I7q?V1fu4
/8$1[[[ 0'q(XB`i= 5. 空间扩展光源建模 wCq)w=, l|ZzG4]+l _V7^sk! • Gaussian Type Planar Source通过数个相同的横向偏移高斯模式,在光源的出射面以非相干的形式来模拟一个部分相干光源。
XY+aunLf
• 对于这个案例,最终使用了11x11个足够多的横向模式来模拟光源。
S,"ChR d,oOn.n&
F;MT4*4 6.系统:光路图(LPD) *nsnX/e(- • 在光源和扩散器元件之间,放置了一个
焦距为20mm的理想
透镜以用于光源的准直。
tZNad • 衍射扩散器元件由Stored (Transmission) Function(存储(透过率)函数)表示,在此设置所设计的衍射扩散器的数据。
n7, 6a • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱(Diffractive Optics Toolbox)完成。
d'AviW> L>5!3b=b
!(ux.T0 2;?wN`}5g= 7. 存储透过率函数 O 44IH`SI
>nIcFm
!{]v='
%\{?(baOA • 对于规律的量化相位透过率函数,可以用存储函数元件中的缩放因子来模拟可能产生的加工偏差。
bF Y)o Z 2$i 0yPv 8. 生成的谐波场集(光视图) VU+ s7L0 _[OEE<( ZnhuIAAG • 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。
kG;\i • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
U*R~w5W.[ l#vw
L15
m/F(h-? In9|n^=H@ 9. 生成的谐波场集(数据视图) -Ib+ /' '3_B1iAv
fddbXs0Sn Lc: SqF *6x^w%=A • 数据视图分别显示了每个模式。
wyzBkRg. • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
;pNbKf: • 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。
GwpBDMk 9@z|2z2\G 10.评估价值函数 <:;:*s3]
s)DNLx
,a_{ Y+ U;Y}2 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:
-MW(={# • 一致性误差和
JHh9> .1 • 窗口效率
^`r|3c0 在定义区域内对高帽进行分析。
bvu<IXX=2 6M vRR 11.评估的不同区域 U W)&Eky
(kNTXhAr4
Ho8.-QSG iGeT^!N 12. 存储谐波场集 2gR_1*| T&MS_E&; u{nWjqrM*5 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
-L50kk>h 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。
u.4vp]eU 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)。
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{)gd|JV* Y~SlipY_ 13. 临时文件的存放位置 gw"l&