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。
/_ hfjCE ]8 q%bsl+ 1.建模任务 qqO10~Xc .PA ?N{z n]6w)wE ( 2.光源参数 _3FMQY( @eG#%6"> 
MRxo |A{ %Pt[3> 2yVGE p^ •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
<try%p|f • 光源平面直径：100μm×100μm
.[eSKtbc ) • 空间相干长度：3μm×3μm
s]V{}bY` • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
l#J>It\ •
波长：351nm
OM.(g%2 p lz=G}Y 3. 衍射扩散器透过率函数 [3bwbfHhi *SAcH_I2$> m-pIFL<^N 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：
+ $pO • Phase-Only元件
E!(`275s • 采样距离：5μm
'
m# Ymp • 大小：640μm×640μm
]>]H:NEq • 相位级：8
YRT}fd>R& • 生成的目标模式：圆形高帽
8 )2u@sx% vr]dRStr 
2[bR6 T89 ?),K=E +=U 4. 光源的辐射特性 ::Ve ,-0 fh5^Gd~ :[$i~V 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
RAXJsF^5o • 发散角
'rcs K • 空间相干长度
GQc%OQc\ • 或模式的腰束半径。
rO2PbF3 &`9bGO 
LnACce
?b =K&q;;h 5. 空间扩展光源建模 M3xi 0/. hJtghG6v jind!@}! • 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。
e1Z;\U$&. • 对于这个案例，最终使用了11x11个足够多的横向模式来模拟光源。
61 HqBa kv`3Y0R-" 
%>QSeX 6.系统：光路图（LPD） F^[Rwz v>c • 在光源和扩散器元件之间，放置了一个
焦距为20mm的理想
透镜以用于光源的准直。
8B(Q 7Qj • 衍射扩散器元件由Stored (Transmission) Function（存储（透过率）函数）表示，在此设置所设计的衍射扩散器的数据。
(j\UoKLRt • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
Z{>Y':\?< P|Qn Z){ 
EC&19 '"NdT7* + 7. 存储透过率函数 l[ OQo|_
Hwi7oXP
1 < /t #r ?_` P;}4 # • 对于规律的量化相位透过率函数，可以用存储函数元件中的缩放因子来模拟可能产生的加工偏差。
n$VPh/ Nl>b'G96 8. 生成的谐波场集（光视图） -
&LZle&M 2LK* Cv[ | kRx[UL • 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。
ny;)+v?mN\ • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
SF}L3/C&h \~m%4kzG8J 
t`/RcAwA w[7 HY@[ 9. 生成的谐波场集（数据视图） !N2 n@bo P xuz { 
qv >( Bk(XJAjY \y+F!;IxL • 数据视图分别显示了每个模式。
CX (yrP6; • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
0Nzv@g{3 • 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。
aIyY %QT a[OLS+zf!P 10.评估价值函数 +]2~@=<@
5^R#e(mr
[aVJYr2 9n2%7dLQ* 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：
L
~' N6 • 一致性误差和
- cC(d$ y • 窗口效率
# SOj4W 在定义区域内对高帽进行分析。
q>h +Ke sJ*U Fm{ 11.评估的不同区域 *fyEw\`a
<i @jD
-|UX}t* s.Ic3ITd, 12. 存储谐波场集 * " +cP! l3
Bc
g _z6u^#Si 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
I>\?t 4t 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。
B~ ?Q. <M 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）。
n/|`Dz. 6aK2 {-+ 
"PP0PL^5F B$eF@v" 13. 临时文件的存放位置 GOgT(.5 mAERZ<I : l[Q 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。
rm;"98~zJ? 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。
Tm,L? Jh 建议硬盘空间超过100GB。
833t0Ml1A/ = nN*9HRD 
$CV'p/^En c7N9X 3A 14.结果 (9lx5 / =<u l-K 
J #5o DccsVR`7 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。
_ \6(4a`, 邻近的数值探测器结果。
z-E4-\a
u $^` hzfI 15.模拟结果 h2*&>Mc )4C6+63OD& 
`) P_X4e]` 16.总结 ml/O • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
M)RQIl5 • 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。
