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。
_k:8ib2TQ j!+j Lm! l 1.建模任务 pRQ7rT',v
fHiL%]z sL@\,]Y 2.光源参数 ~ QRjl [O3:?BNY 
]zx%"SUM WI\a Sk{skvd; •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
~'M<S=W • 光源平面直径：100μm×100μm
rrL.Y&DTK • 空间相干长度：3μm×3μm
_[rFnyC+0V • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
?]><#[?'L •
波长：351nm
IuY9Q8 Nu7>G 3. 衍射扩散器透过率函数 WK|5:V8E AJyN lQ XG|N$~N+ 2 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：
)rEl{a • Phase-Only元件
xPZ>vCg • 采样距离：5μm
* JK0X • 大小：640μm×640μm
@ }y. • 相位级：8
vW?\bH7}I • 生成的目标模式：圆形高帽
#mV2VIX#Jv W&5/1``u\ 
kQkc+sGJf [}szM^ 4. 光源的辐射特性 GDSV:]hL !hVbx#bXl Snk+ZQ- 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
$0$sM/ % • 发散角
M pOU>\ • 空间相干长度
?^VPO% • 或模式的腰束半径。
6Vnq|;W3Zv @43 psq1 
3sr_V~cZ9 evZcoH3~ 5. 空间扩展光源建模 40?RiwwD L-+g` +/[M
Ex= • 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&Hj|;8r • 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。
z Rna=h! "3^tVX%$\[ 
vAX ( 3 6.系统：光路图（LPD） f<8Hvumw • 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。
X&9: ^$m • 衍射扩散器元件由Stored (Transmission) Function（存储（透过率）函数）表示，在此设置所设计的衍射扩散器的数据。
1(DiV#epG • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
Mj;V.Y rZ?:$],U! 
^m z 9sV #gbB// < 7. 存储透过率函数 ~5,^CTA M
K/W =r
l~E~! MR ,D{7=mDVm • 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。
gsL=_#
? m,)s8_ a 8. 生成的谐波场集（光视图） u1/ >)_U >NUbk9}J4 c'2/ C5 • 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。
f3O6&1D • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
,4'gj0 529b . | 
D [+LU( X%b1KG|#( 9. 生成的谐波场集（数据视图） 9[/0 ?I=1T. 
$e+sqgU +Kk1[fh-
f=^xU
P • 数据视图分别显示了每个模式。
4<Vi`X7[F • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
M hN;GMH • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
~A >fB2.pM j4IVIj@$ ` 10.评估价值函数 k ]NZ%.
=\6)B{#T
`O6#-<> h
/ 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：
m[}P • 一致性误差和
akv i^]x • 窗口效率
pyhXET
' 在定义区域内对高帽进行分析。
n%3!)/$ ?L }>9$" 11.评估的不同区域 vx9!KWy}
# `=Zc7gf
_ ^FC 9 ;g0s1nz 12. 存储谐波场集 bqbG+ g * aCL/: yX! fj\R 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
7wj2-BWa 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。
Ql{#dcRx 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）。
B''yW { e bze_: 
#}#m\=0 b/_Zw^DPC 13. 临时文件的存放位置 ExG(*[l OQumA j <);q,|eh2 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。
+;W %v7 %< 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。
d 7^
` 建议硬盘空间超过100GB。
^t'mW;C$4 CFFb> d 
n~629 & KZ2[.[(Ph 14.结果 cH&)Iz`f StJb-K/_cL 
XH%pV ;
$rQ 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。
?J2{6,}O*. 邻近的数值探测器结果。
G Qt5GOt O nx6Fy]L 15.模拟结果 6SCjlaGW5 pwN2Nzski 
$^Xxn.B9 16.总结 =>' 8<"M5z • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
Z8=?Hu • 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。
