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。
>aW|W!. Wy@Z)z? 1.建模任务 [q cT?h ` )\_ Wv_5sPqLW 2.光源参数 X_C9Z :^0g}8$< 
-}%'I ]R= -b~MQ/, 2 jV\M`=4IC •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
d8<Lk9H9R • 光源平面直径：100μm×100μm
ehtiu!Vk • 空间相干长度：3μm×3μm
ogs9obbZ! • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
[6V'UI6 •
波长：351nm
WGN [ `D" b< _*~af 3. 衍射扩散器透过率函数 ?Pw# !t 1,`-n5@J%n |2CW!is 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：
7IBm(# • Phase-Only元件
,r{*o6 • 采样距离：5μm
r=n| MT^O • 大小：640μm×640μm
S+ymdZ)xZ` • 相位级：8
Ox?LVRvxI • 生成的目标模式：圆形高帽
#j d? ocoY YH) U nql 
j8zh^q daWmF 4. 光源的辐射特性 |(}uagfrd Yk(OVl T ' :g8a=L 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
l"}W $3]u$ • 发散角
b;]'Bo0K • 空间相干长度
CWE
jX- • 或模式的腰束半径。
yZHQql%J
O H|0B*i@ 81 
*D~@xypy /AJ ^wY 5. 空间扩展光源建模 t"2WJ-1k } @_ Aqk{3 ^%M!!wlUH • 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。
h?.6e9Y4 • 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。
^wb -s [4kx59J3b 
$Pzvv`f* 6.系统：光路图（LPD） `>?\MWyu • 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。
J4j?rLR3p • 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。
p!' "hx • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
;&W N%L* JQ+4 SomK 
zN].W\("\ tFw Q / 7. 存储透过率函数 e x'd^y
20^F -,z
hz Vpv,|G o4Fh`?d} • 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。
lAD i rMe` HM@ 8. 生成的谐波场集（光视图） `!qWHm6I* mt fDl;/D i. cSD%* • 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。
IAnY+= ^ • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
n.$<D[@ xVfJ ]Y 
85 "DS-+e {aGQ[MH\9 9. 生成的谐波场集（数据视图） q5lRc=.b[ *X %`MN 
.w$ v<y6C t@}<&{zk C1p
|.L?m • 数据视图分别显示了每个模式。
PwF}yx kI • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
TQ=\l*R(A • 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。
i`2Q;Az_P6 70 HEu @- 10.评估价值函数 ?e3q0Lg3 |
&9o @x]) @
umrRlF4 M; ed{z^!w4 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：
@#VxjXW^ • 一致性误差和
bRNE:))r_ • 窗口效率
;a{ Dr 在定义区域内对高帽进行分析。
` ~@BU oVl:./(IB 11.评估的不同区域 bGK&W;Myk
&\0LR?Nh
y::Kj B 0 5uDQ* nJ| 12. 存储谐波场集 ]lz,?izMR ,e.y4
vnU E'MMhl o 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
H@G7oK 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。
2$\1v*: 对于这样的情况，VirtualLab Fusion允许用户或者进行一个标准的设置，或者明确指定一个确定的谐波场的数据存储位置（在RAM或者硬盘中）。
Ao{wd1 a Mv 
}[ AIE[ ]NTHit^EX 13. 临时文件的存放位置 *ArzXhs[ kZz;l(?0 d:A+s>`$M 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。
i.F[.-. 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。
?[XH`c, 建议硬盘空间超过100GB。
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"<!|am( 4`Fbl]Q 14.结果 j:<E=[Kl
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yD(/y"P,9 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。
?:U6MjlQ"{ 邻近的数值探测器结果。
_BR>- :Jr WqYl=%x"{V 15.模拟结果 2a?
d:21 B `uzRHbJ` 
R?l>Vr 16.总结 G4g },p! • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
<#`<Ys3b*! • 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。
