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。
>pfeP"[(3 [A84R 04_% 1.建模任务 T{C;bf:Q +mVAmG@ @} d;-m~ 2.光源参数 mEd 2f^R 'l.tV7 
W34xrm tjx8 UgSi WDIin6u- •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
k9rws • 光源平面直径：100μm×100μm
fasW b&~z • 空间相干长度：3μm×3μm
W7! gD • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
=Z:] % •
波长：351nm
c}qpmW F /\ /^= j 3. 衍射扩散器透过率函数 *XhlIQ <@ .e.H R}0gIp = 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 $ Agcy • Phase-Only元件
XMI*obS'z • 采样距离：5μm
/@ @F
nQ++ • 大小：640μm×640μm
n;Oe- +oSC • 相位级：8
dw <i)P^
• 生成的目标模式：圆形高帽
^}-l["u` rS BI'op 
4 @-tT;$ )- 3~^Y#r_ 4. 光源的辐射特性 ~{ Iw[,MJ ES+ CAwqf o7!A(Eu 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
gLv+L]BnhH • 发散角
#Zm`*s` • 空间相干长度
Ww-x +U\l • 或模式的腰束半径。
FTZ=u0 d*^JO4' 
J=3{<Xl b\(f>g[ 5. 空间扩展光源建模 L }*o8l` "mJo<i} !.j{vvQ/ • 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。
F|F0#HC ? • 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。
L>14=Pr^( %" H:z 
aH6j, R% 6.系统：光路图（LPD） arm_SyL 0 • 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。
#'&-S@/nQs • 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。
{A0F/#M] • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
]"T157F bPFGQlmIO 
NRx 7S 9W ;
pBLmm*F 7. 存储透过率函数 XE2Un1i}j1
4~Cf_`X}]
~RbVcB# Qf EJU8/5d • 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。
,h^6y =cl#aS}e8 8. 生成的谐波场集（光视图） vb~%u;zrC@ @sn:%/x _ j>JBZ#g • 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。
O<s7VHj • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
7-B|B{] I'P|:XKI 
VjWJx^ZL# . vKgiIC: 9. 生成的谐波场集（数据视图） /9ORVV e W8cI)wU 
.$-;`&0cZ 9mD dX @M\JzV4 A[ • 数据视图分别显示了每个模式。
a^&"gGg • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
Jzf+"%lv • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
DL,R~ z!6_u@^- 10.评估价值函数 I '0[
X{#^O/
-`q!mdA2 qY-aR ; 为了评估所获得的圆形平顶光束的质量，使用了两个可编程探测器来计算其参数：
n/;{- • 一致性误差和
zKP[]S - • 窗口效率
TE&E f$h 在定义区域内对高帽进行分析。
9mvy+XD s>G6/TTH6 11.评估的不同区域 g=D]=& H
,$Fh^KN o]
"#wAGlH6> Ut~YvWc9 12. 存储谐波场集 )b nGZ8h99 qsp3G7\'= ?5" >5 0 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
;
]% fFcy 由于谐波场集可能包含上百种模式，那么数据量对RAM内存来说可能会太大。
z]g#2 xD2 对于这样的情况，VirtualLab Fusion允许用户或者进行一个标准的设置，或者明确指定一个确定的谐波场的数据存储位置（在RAM或者硬盘中）。
.n IGs'P FsUH/Y
y 
'(r?($s h(q4
B~ 13. 临时文件的存放位置 > %6j -:S ("A45\5 L`M{bRl+1 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。
<8%+-[(
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。
u^C\aujg 建议硬盘空间超过100GB。
L~+aD2 E { %zc.b 
@ ~{TL 7y& =YCkc7 14.结果 5Qg*j/z? :Dr4?6hdr 
,%m~OB # f(}&8~ & 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。
)+ G0m,n 邻近的数值探测器结果。
uF%N`e^S Q >yj<DR 15.模拟结果 49/2E@G4. e+Mm!\ ;` 
)e[q% %ks 16.总结 unYPvrd • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
x?6^EB|@ • 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。
