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。
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(!d3M P ] 2M 1.建模任务 VL"ZC:n)- P,!W\N%3 UuxWP\~2 2.光源参数 T3['6% /s6':~ 4 
mLD0Lu_Ob3 D_O%[u} oUZwZ_yKW •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
kgK7 T • 光源平面直径：100μm×100μm
hC}A%_S • 空间相干长度：3μm×3μm
j._9;HifZ • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
-$;H_B+. •
波长：351nm
:<%K6?'@^ 'q1) W' 3. 衍射扩散器透过率函数 AEK * w4 H's67E/>* =KNg "| 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：
e~J% NU '& • Phase-Only元件
H7"I+qE-G • 采样距离：5μm
IGql^,b • 大小：640μm×640μm
XPzwT2_E • 相位级：8
`a:@[0r0U • 生成的目标模式：圆形高帽
F qsG#6|x .x6*9z#q 
*P:`{ZV7=W VYf$0oo\4 4. 光源的辐射特性 jD_(im5 Gyy:. ]>& X =S;8=N 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
n_v c}ame • 发散角
0"u*K n • 空间相干长度
dz5bW> • 或模式的腰束半径。
4_PMl6qo (W3R3>; 
9|jIrS%/~ wias ]u| 5. 空间扩展光源建模 Ym& _IOx 4,FkA_k zo@>~G3$9 • 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。
ezwcOYMXK • 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。
H|F>BjXn5 I=f1kr
pR 
@[zPN[z . 6.系统：光路图（LPD） lqqY5l6j • 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。
BEPDyy • 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。
('
`) m • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
:Iwe> ;} ~ ;)@ a 
E_W iQ?p
o [ar.+[ 7. 存储透过率函数 OD>-^W t;%
]t0?,q.$7
tDEpR sF_.9G)S0 • 对于规律的量化相位透过率函数，可以用存储函数元件中的缩放因子来模拟可能产生的加工偏差。
,PRM( n - CN brXN 8. 生成的谐波场集（光视图） ~DqNA%Mb X~GZI*P yKZ ~ ^ • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
F1Egcx/$V • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
j(nPWEyJM x"AYt:ewuc 
Fhxg^ 8Mws?] \/q 9. 生成的谐波场集（数据视图） %PlPXoG= .RJvu$U2j 
n0Ze9W+< ?/#HTg)!B q#sMew\{ • 数据视图分别显示了每个模式。
Gjy'30IF • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
*XtZ;os] • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
5 Odi\SJ& ^Po \:x%o 10.评估价值函数 s%4)}w;z
s)/i_Oe$\
,iSs2&$ m \,p) 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：
gvA&F |4 • 一致性误差和
C6'[ Tn • 窗口效率
PJk Mn 在定义区域内对高帽进行分析。
J|6aa m l?+JbLg0 11.评估的不同区域 9Eg'=YJ
8VMq>-
1RRvNZW Q.\+
XR_| 12. 存储谐波场集 D*D83z OzN I
&{dan2 zac>tXU; 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
?r'b
Z~ 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。
[&+w W 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）。
!\|&E>Gy B>?. Nr 
}s{zy:1O n4Q!lJ 13. 临时文件的存放位置 *vBcT.|, []LNNO],X BIcE3}dS8 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。
,dh*GJ{5 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。
&,) 9cV / 建议硬盘空间超过100GB。
W4>8 3QV|@5L`[ 
uE5kL{Fv :kFWUs= 14.结果 Iupk+x> )QI]b4[ 
.`)ICX ,HMB `vF 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。
@9vz%1B<l 邻近的数值探测器结果。
zyCl`r[} xTAC&OCk^[ 15.模拟结果 { Ja#pt Z#4? /' 
p( Qm\g< 16.总结 zD) 2af • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
@.C PZT • 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。
