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2021-08-11 09:48 |
利用衍射扩散器使准分子激光光束均匀化
本案例介绍利用衍射扩散器使准分子激光光束均匀化,通过优化扩散器以生成一个圆形的top hat。 _5U%'\5s L=$?q/=- 关键词:衍射光学,衍射光学元件,均匀(homogenization),扩散器,准分子激光,部分相干 cJHABdK- csFJ5 所需工具箱:Starter Toolbox Premium (w#slTFT RlslF9f 相关Tutorials:HSL.1, DO.2 }KD7 Y K[#v(<) 建模任务 A1|7(Sow 衍射扩散传输器 目标平面 KT
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p(H)WD 准分子激光 聚焦透镜(f=20mm) 强度分布 rAlh&
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47C(\\ 照射光束参数 ! =\DC,-CB @`IXu$Wm( ·光源面尺寸:100×100um ~E<PtDab ·发散角(HWHM):0.89×0.89° PQU3s$ ·空间相干长度:3×3 um DYT@BiW{ ·波长:351nm Ere?d~8 ?`N57'iPb
d-ag 衍射发散器 }DDVGs[ z<yNG/M1>U [xZ/ZWb/ ·取样间隔:5um daA47`+d ·尺寸:640×640um &O+sK4P ·相位阶数:8 55>" R{q TbKP8zw{ 发散传输器相位 ~),;QQ, >bX-!<S 载入光路径图 KrdZEi vb ,Lt~u_ lve
( Lok fCt^FU YM# ·载入文件HSL.002_Homogenization_Excimer_Laser_by_DOE_01.lpd。 >-_:*/66! `2B*CMW{ · 该文件在本案例VL_Samples文件夹中。 }
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?n?' *Fa)\.XX 高斯型面光源 L,Ao.?j Z/89&Uy`h
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[+g( 双击Gaussian Type Plane Source打开编辑对话框。 %sO Wg.0_ dWsT Jyx~ HG{&U:>) ·Gaussian Type Plane Source利用一些非相干高斯光源来模拟空间相干光源。 o}9M`[ · 光源需通过以下设置来对准分子激光束建模。 0[n c7)sW · 第一步将波长设为351nm。 D~G5]M,}$ · 在Power Spectrum Type下拉框中选择Single Wavelength。(VirtualLab同样支持多波长的模拟。) d\~p5_5. -M7K8 p{iG{ ·转到Spatial Parameters ,{.zh&=4 'i@,~[Z4 W4)kkJ 标签页中更改光源的辐射特性。 1*C:hg@ JP{UgcaF ·光源由Size of Source Plane和Divergence angle或Coherence Length或Waist Radius其中的一种来定义。后面的三个参数不能独立改变,因为它们彼此相关。 xN#bzma ·按照截图输入Size of Source Plane和Spatial Coherence Length值。 ;j>*;Q` $x?NNS_ "J q*~gWn>T · 转到Mode Selection标签页。 1vB-M6( · 该标签页用来控制模拟空间和时间相干性的模式数(时间相干性通过光谱功率来模拟)。 iP<k1#k · 在该页的顶部可以看到总的模式数。 V~/.Y&WN · 底部框用来控制模拟空间相干的Lateral Modes数。 jrIA]K6 VK @$JwdL gKmX^A5< · Lateral modes可选择开始于Uniform 2D Grid位置或Random位置。 Z} c'Bm( · Uniform 2D Grid的情况下,Initial Grid Size和Lateral Level两个参数更方便增加模式数。 ./5jx2V · 模式数越多模拟的精度就越高,所需的内存空间和计算时间就越大。 l%rx#;=u 点击Cancel按钮。 z7-`Y9Ypd FhWmO {F'Az1^I= Stored Transmission 6exRS]BI lkV6qIj w+q?T
K1:a]aU?Iu Nc{]zWL9 · 光源后面接一个理想透镜,距离为20mm,目的是对光源进行准直。 ;(K · Stored Transmission用来模拟衍射发散器的作用。 uA~YRKer · 双击Stored Transmission打开编辑对话框。 _e6a8 }0$mn)*k PKi_Zh.D
.2e1S{ 9 UQ5BH%EPb · Stored Transmission包含衍射发散器的传输方程。发散器可利用Diffractive Optics Toolbox Basic来优化。更多细节请参考案例DO.2。·Set和Show按钮分别用来设定和显示所模拟的传输器(Transmission)。 OQ6sv/ tC2N>C[N p?;-!TUv
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j VJ3hC[ · 点击GO开始模拟。· 整个模拟过程大概需要3分钟。 I[ai: ,!`SY) Harmonic Field Sets \@i=)dA x;Gz6| !/947Rn · 模拟的结果是返回一个Harmonic Field Set,它包含了目标面上不同模式的复振幅。·Harmonic Field Set窗口包含有两种视图Data View和Light View。·Data View显示的是模式集合中的其中一种模式,可以通过工具栏选择查看其他的模式,参见截图上部。 2A*/C7 .AXdo'&2i wa" uFW · 该Light View显示的是所有模式Ex2与Ey2的叠加。 kGm:VYf% · 该图的计算过程因模式的多少而异。 -&im | |