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。
% Dwk ,7<f9 EVY 1.建模任务 )wT-8o +E{|63~q yu ;P +G
2.光源参数 Hy^N!rBxfO 17`1SGZ 
euC &0Ee2 y&V@^ "`
'FDef#P< •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
]*AR,0N& • 光源平面直径：100μm×100μm
V#iPj'*
• 空间相干长度：3μm×3μm
p6;OL @ \~ • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
r-Pkfy( •
波长：351nm
EM[WK+9>I{ 8uWa=C) 3. 衍射扩散器透过率函数 m6w].-D 8 ;C2K~8, ; #&yn=^ 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：
>Wv;R2| • Phase-Only元件
T\D}kQM • 采样距离：5μm
"vOwd.(?N • 大小：640μm×640μm
,%M$0poKM • 相位级：8
tNbN7y I • 生成的目标模式：圆形高帽
v_De dVhe / G7vwC 
s+<Yg$) 8|\8O@ 4. 光源的辐射特性 Sy0$z3 9 K1M%!JKh)x 0 eDHu 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
,^\2P$rT • 发散角
0"f\@8r( • 空间相干长度
L6| oyf • 或模式的腰束半径。
rR(X9i u)+8S/ ) 
(2$p{U f 7_in J$ 5. 空间扩展光源建模 A;]}m8(* vVFy*#I#_[ pSdI/Vj'= • 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。
|xd sl , • 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。
6\q]rfQ K3#@SY j 
dtRwTUMe? 6.系统：光路图（LPD） w=T\3(%j • 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。
%D\[* • 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。
x"~8*V'0 • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
/} b03 GLeK'0Q@ 
JR@`2YP- c7x~{V8 7. 存储透过率函数 U@uGNMKR
l 3ko?k
(ROY?5
@c s@K4u^$A • 对于规律的量化相位透过率函数，可以用存储函数元件中的缩放因子来模拟可能产生的加工偏差。
Ch <[l8;K Qp_isU 8. 生成的谐波场集（光视图） |EX(8y >4TaP*_ Krq t f • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
+0nJ • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
Y 5- F@( iT gt}]L 
\fz< .l] @#T|Y& 9. 生成的谐波场集（数据视图） s(/; U2"e )rn*iJ.e8 
FWrX3i jFL #s&ft MyJ %`@+1 • 数据视图分别显示了每个模式。
Jh,]r?Bd • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
IP xiV]c • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
`{3<{ wgw CQ F:Rnb 10.评估价值函数 D#cyOrzy
4'/nax$Bx;
Lo{
E:5q +hg3I8q: 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：
/R]U}o^/(% • 一致性误差和
Z'`<5A%; • 窗口效率
n8~N$tDU 在定义区域内对高帽进行分析。
[8 ]z|bM xpV|\2C 11.评估的不同区域 BC&S> #\
`2("gUCm
Rr&h!YMb UZ\u ;/} 12. 存储谐波场集 _S<3\%(0 #A1%gIw<v2 YxYH2*q@ 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
x kx^%3dV 由于谐波场集可能包含上百种模式，那么数据量对RAM内存来说可能会太大。
@vC4[:"pD} 对于这样的情况，VirtualLab Fusion允许用户或者进行一个标准的设置，或者明确指定一个确定的谐波场的数据存储位置（在RAM或者硬盘中）。
-$,TMqM DE}K~}sbd 
Xix L R Gw/Pk4R 13. 临时文件的存放位置 36}?dRw#p 4Tb
#fH% 2V mNZ {< 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。
'N (:@]4N 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。
eenH0Ovv 建议硬盘空间超过100GB。
|mxDjgq aL+
o / 
44ek
IV+? gX@HO|.t 14.结果
_C%3h5 :;t:H]
f 
"jeb%k :3v}kLO7| 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。
EizKoHI-z 邻近的数值探测器结果。
tU }h~&M w1Nm&}V 15.模拟结果 K
-nF lPm\ l%k\JY- 
/?uPEKr 16.总结 g/ T
• VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
orzZ{87 • 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。
