切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • Zemax光学设计从入门到精通 《杂散光抑制与评估技术》 Zemax光学设计实践基础(陈家璧) 光学设计与光学元件
    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 现代光学设计及应用(Zemax) CODE V,LightTools,RSoft,LucidShape 计算光学带来的成像革命(第2季)
    发帖 回复
    返回列表
    • 1082阅读
    • 0回复

    [技术]真实多模激光的建模 [复制链接]

    		 上一主题 下一主题
    在线infotek
    科学家
     
    发帖
    7024
    光币
    29265
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-05-22
    ];6955I!  
    1). 这个案例展示了如何在VirtualLab中对一个真实的多模激光源建模，如二极管激光器或受激准分子激光器。 SpU|Q1Q/h  
    2). 因此，首先我们需要对于一个真实的多模激光光源进行远场强度测量。 k[ D,du')  
    3). 基于远场强度的测量，通过参数优化（Parameter Optimization）来计算光源的最优模式的混合。     3Og}_  
    (BxmV1  
    1. 建模任务 Zr2T^p5u  
     Nb !i_@m%s  
    如何描述一个真实的多模激光以实际的方式发出光线？ : 7"Q  
    tN\I2wm  
    /ILd|j(e  
    2. 方法 {5X,xdzR  
     !1i-"rR  
    1) 大多数有稳定激光腔的多模激光可以由不同拉盖尔（Laguerre）或厄米（Hermite）高斯模式以非相干加权求和的方式来描述。这意味着在数学上多模激光的发射场可以用下式表示： }i^|.VZZ  
    +"BJjxG  
     l-v m`-_#  
    ||wi4T P  
    sU*?H`U3d  
    上述数学式中 为拉盖尔（Laguerre）或厄米（Hermite）高斯模式的（n，m）阶, αnm为权重因子。这里n=0，1…，nmax以及m=0，1，…mmax。 Z:N;>.3i  
    'm6bfS^T  
    VirtualLab™的参数优化（Parameter Optimization）可以从实际测量的光强分布计算模式权重αnm。 n~\; +U  
     C"**>OGe  
    R_+:nCB@,  
    > K,QP<B  
    3. 在VirtualLab中的过程操作 j[A(@ w"  
    %!nN<%  
    在这一部分中，我们借助建模任务一章中所描述实例进行说明。 ~M H ^R1=]  
    =Hd#"9-  
    1) 评估最大模式阶数 EKF4 ]  
    FI?J8a  
    对于厄米（Hermite）高斯TEM𝑛m模式，最大阶数nmax，mmax可以近似由实际测量的远场强度分布中延x方向和y方向的极大值的数量决定： yn]Sc<uK  
    "p;tj74O9  
    lGR0-Gh2  
    nmax=x方向上光强极大值的数量-1 B?-w<":!  
    mmax=y方向上光强极大值的数量-1 g&F$hm  
    E%D.a=UX,  
    此例中：由下图光强分布计算出的nmax为3，mmax为0。 e<9 ^h)G  
     )}N:t:rry  
    {'M/wT)FeC  
    #'> )?]tn  
    0%L:jq{5  
    2）设置多模高斯光源 GfK%UZ$C  
    X,3\c:  
     579D  
    O9By5j 4  
    ]*k ~jY,  
    3) 设置优化函数 Bi \fB-|  
    [s]$&  
    在设定优化函数时需要用到一个特殊的探测器：谐波场集的衍射光学优化函数探测器（Diffractive Optics Merit Function for Harmonic Fields set Detector）（Snippet 028）。这是一个可编程探测器(Programmable Detector)。 \yw5`5g  
    pA_u;*  
    a.选择优化函数：双击此可编程探测器进入其编辑窗口。在此案例中，我们选择转换效率（Conversion efficiency）和信噪比(SNR)作为优化参数。因此在如图两项参数后输入1。 >5kz#|@P  
     {X?1}5ry  
    ey[Z<i1  
    8r+u!$i!H  
    b. 导入实际测量的远场光强分布 +8?18@obp  
    F4T!&E%6  
    F::Ki4{jJ  
    4) 进行参数优化（Parametric Optimization） ;4b=/1M'  
    8g_kZ^<[  
    VirtualLabTM的参数优化（Parametric Optimization）可以用来计算模式权重。 b?iPQ$NyQ  
    \rUKP""m  
    a. 打开参数优化 U7n#TPet  
    q\i&E Rr  
    7"aN7Q+EbI  
    图1
    b. 选择优化变量，即四个模式 g7hI9(8+  
    VUUnB<j  
    图2
    mCg^Y)Q  
    c. 目标值（转换效率和信噪比）（conversion efficiency和SNR）应该用以下方式指定： z)^.ai,:0  
    H#YI7l2  
    -转换效率（conversion efficiency）=100%（目标值） ySiZ@i4  
    -信噪比（SNR）<测量信噪比（SNRMeasurement）（下限）。在这里测量信噪比（SNRMeasurement）是测量数据的信噪比。通常这个值受远场强度的测量精度影响。 r`Fs"n#^-4  
     oVHe<zE.  
    ZLKbF9lo  
    图3
    IZ>l  
    d. 使用下坡纯形法(Downhill Simplex)进行参数优化 )ADI[+KW  
    $X Uck[  
    图4
    ju[y-am$/  
    e. 运行后，得到目标方程值(Target Function Value) 收敛后的优化结果 Q~wS2f`)  
    s=jH1^  
    图5 )O+Zbn  
    f. 通过显示光路图>显示优化结果（Show LPD>Show Optimized Results），优化的模式权重被写入到多模高斯光源中。单击运行(Run)，得到优化好的结果： |gxPuAXa)  
    f!YlYk5  
    图6
    ~PyS;L}  
    4.总结 'Y ,2CN  
    !'# D~   
    VirtualLabTM允许模拟真实的多模高斯激光源。 N& F.hi$_  
    @UdF6 :T  
    从一个真实光源测量的远场强度分布，可以计算其模式权重：通过一个参数优化（Parametric Optimization）结合衍射光学优化函数探测器（Diffractive Optics Merit Function Detector）（Snippet 028）来实现。 d\3 %5Y  
     /t]1_  
     
    回复
    举报
    分享到
    发帖 回复
    返回列表