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。
aM? 7'8/ ( }JX ]- 1.建模任务 P[ XE5puC \FVR 'A1 9Od
Kh\F ( 2.光源参数 v~ uwQ&AH Ku, Efr 
!3yR?Xem} ` mCcD dP)8T •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
?A62VV51CN • 光源平面直径：100μm×100μm
.^JID~<?# • 空间相干长度：3μm×3μm
T^A:pL1 • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
wQ.ild •
波长：351nm
=N7N=xY L fgR[! 3. 衍射扩散器透过率函数 )}WG` &
NOKrN~HX zac>tXU; 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：
<PV @JJ" • Phase-Only元件
[&+w W • 采样距离：5μm
!\|&E>Gy • 大小：640μm×640μm
zT_{M
qY • 相位级：8
w`#lLl
B • 生成的目标模式：圆形高帽
JvHJ* E !xe<@$ 
|_O; U= 2 1q\U
(^ 4. 光源的辐射特性 83TN6gW PjsQ+5[> deeOtco$LT 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
g-*@I`k[ • 发散角
ZfvFs • 空间相干长度
"me J n/ • 或模式的腰束半径。
^=R>rUCmv 4s"8e]q= 
i$og
v2J Y/@4|9! 5. 空间扩展光源建模 R_@yj]%H= <7TpC@"/g M5%u>$2 • Gaussian Type Planar Source通过数个相同的横向偏移高斯模式,在光源的出射面以非相干的形式来模拟一个部分相干光源。
]^Q`CiKd • 对于这个案例，最终使用了11x11个足够多的横向模式来模拟光源。
U.wgae].O; CH9#< ?l 
jr!x)yd 6.系统：光路图（LPD） !Rsx) • 在光源和扩散器元件之间，放置了一个
焦距为20mm的理想
透镜以用于光源的准直。
&NGlkn • 衍射扩散器元件由Stored (Transmission) Function（存储（透过率）函数）表示，在此设置所设计的衍射扩散器的数据。
'{OZ[$E • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
m! p'nP
Sl 6}5 
?J<4IvL/ YToRG7X# 7. 存储透过率函数 y!aq}YS
#~p1\['|M
.}CP Z3y ;TaT=% • 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。
ze#LX4b I Q>Q$BCD5 8. 生成的谐波场集（光视图） %
;6e @U} = cRJtn vQIoj31 • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
Z,u:g c+* • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
-4hX - {kZhje^$vi 
>_&+g n${ im1]:kr7 9. 生成的谐波场集（数据视图） pV>/ "K }A2@1TTPX 
&:{| nDT_2 TH6g:YP`7 X8*q[ @$ • 数据视图分别显示了每个模式。
YTYYb#"Q • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
U'lrdc" Q • 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。
y l3iU:+V J-I7K !B 10.评估价值函数 RHB>svT^K>
Ye1P5+W(
`9 $?g|rB i>e7 5`9 为了评估所获得的圆形平顶光束的质量，使用了两个可编程探测器来计算其参数：
S!g&&RDx • 一致性误差和
5(D Cq(\P* • 窗口效率
+F67g00 T| 在定义区域内对高帽进行分析。
e#W@ep|n Vwv O@G7A 11.评估的不同区域 GbZA3.J]yl
O
gycP4z[
nC`=qu M9 u2U@Qrs2 12. 存储谐波场集 LX w&d]P ][_:{ N/ 7 H<_
wW 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
AY * 由于谐波场集可能包含上百种模式，那么数据量对RAM内存来说可能会太大。
:Eob"WH 对于这样的情况，VirtualLab Fusion允许用户或者进行一个标准的设置，或者明确指定一个确定的谐波场的数据存储位置（在RAM或者硬盘中）。
VDQ& Bm JE kuUH 2:L 
u,'c:RMV S9xC> |< 13. 临时文件的存放位置 o.j;dsZ J/
rQ42d ,cbP yg 基于模式的数量和每个模式采样点的数量，则要求大量的硬盘空间来存储单个谐波场集。
\3Xt\1qN4 可以通过File菜单→Global Options→Other 设置来改变存放临时文件的硬盘目录。
FiFZM 建议硬盘空间超过100GB。
1 bv L dn`#N^Od 
Y4b"(ZhM_ = zbrXtp, 14.结果 b\;QR?16R OG ae]O< 
2 U#OBvNU XvdK; 结果（左上图：单模；右上图：所有11×11模式）灰度图，根据线性强度探测器。
]n!pn#Q 邻近的数值探测器结果。
r4_ c~\j H 57r\s 8 15.模拟结果 3EzI~Zsx A}oR,$D- 
4#=^YuKaF1 16.总结 _s=[z$EN& • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
| pJ.73 • 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。
