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。
N_' +B+U? [STje8+V 1.建模任务 oj.lj! @@pq 'iRn hTS|_5b 2.光源参数 )LFD6\z1pl XI}I.M 
MQ w9X g{ (@uzqG Zw=G@4xoU •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
Y}1 P~ • 光源平面直径：100μm×100μm
Z.jCera. • 空间相干长度：3μm×3μm
wa?+qiWnrl • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
PZ]5Hf1" •
波长：351nm
jb@\i@- `7B14:\A 3. 衍射扩散器透过率函数 FN{/.?w( *FPg#a+ "Gh#`T0#a 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：
m# ad6
\ • Phase-Only元件
& l^n4 • 采样距离：5μm
&-F"+v,+ • 大小：640μm×640μm
{visv{ R< • 相位级：8
el Kx]%k*) • 生成的目标模式：圆形高帽
9".Uc8^p/F HTNA])G 
*PcVSEP/0 5Fe-=BX( 4. 光源的辐射特性 `QLowna g\J)= ,ju, F?2FITi_V 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
)kA2vX^=Z • 发散角
u[[/w&UV., • 空间相干长度
|> JmS • 或模式的腰束半径。
9S"N4c> _W+Q3Jx-( 
=tq7z =k 7,su f }= 5. 空间扩展光源建模 o[{&!t J[+Tj @n' Jk~UEqr+ • 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+]t"OA! • 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。
#Y: ~UVV (\uA AW" 
V<W02\ Hs 6.系统：光路图（LPD） m S7E_ A8 • 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。
h9Z[z73_a • 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。
Zih5 /I • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
VVN #
$ Ei~] iZ} 
hs,5LV)|y FLEg0/m0 7. 存储透过率函数 5Q ;dnC
hgif]?:C<
SNxz* `@4 7(5]Ry: • 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。
X@eg<]'m KMe.i' 8. 生成的谐波场集（光视图） e18T(g_i $uTlbAuv A'b<?)Y7_ • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
~q5-9{ma • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
n4XMN\:g{ iUpSN0XkMM 
7j95"mI > ]C<j4 9. 生成的谐波场集（数据视图） vnF g%M! JN)"2}SE 
ew/KZE @Z,qu 2~|! +:b( %| • 数据视图分别显示了每个模式。
(T4k~T`3 • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
k\%,xf; x • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
P)4x @!,D%]8" 10.评估价值函数 "&| lO|
ScsWnZ
8 [f8k 3g i{4'cdr? 为了评估所获得的圆形平顶光束的质量，使用了两个可编程探测器来计算其参数：
kS[Dy$AB/2 • 一致性误差和
w# xncH:1 • 窗口效率
!+%Az*ik 在定义区域内对高帽进行分析。
c;nx59w ]q EF0Pt 11.评估的不同区域 NH<Y1t
"@aq@mY@
b ^+Fs \;'_|bu3 . 12. 存储谐波场集 j #4+- (xjqB{U o8iig5bp 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
z^ YeMe 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。
k q/t] %( 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）。
HIQ]" Hl k{zs578h2 
qAnA=/k` #IH<HL)t%e 13. 临时文件的存放位置 (ej:_w1 d%S=$}o z%++\.g_ 基于模式的数量和每个模式采样点的数量，则要求大量的硬盘空间来存储单个谐波场集。
s0_-1VU 可以通过File菜单→Global Options→Other 设置来改变存放临时文件的硬盘目录。
X v`2hf 建议硬盘空间超过100GB。
(9Fabo\SH hg$qb eUl 
s@.`"TF.7 5B8V $ X 14.结果 A%.J%[MVz +e&m#d 
) er?*^9Z !hwzKm=%N 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。
GMVC&^ 邻近的数值探测器结果。
G5y]^P @>qx:jx(-S 15.模拟结果 T b5$ 8<E!rn- 
-lJx%9> 16.总结
rTWh(8T • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
@&!=m]D* • 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。
