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。
[]6ShcqJ[v Qw p\)jVi 1.建模任务 Nf/ hr%jL =:CGl rA1 zyZlz 2.光源参数 Q%X:5G? 'NG^HLD/ 
Y1yv I lzr>WbM{{p A|`Joxr •
LED模型：Gaussian Type Planar Source（高斯型平面
光源）
#G[
*2h~99 • 光源平面直径：100μm×100μm
OTNZ!U/)j • 空间相干长度：3μm×3μm
>tXufzW • 相应的发散角（HWHM）：～0.89×0.89°
}e/[$!35 •
波长：351nm
e@2E0u4
8zWBX V 3. 衍射扩散器透过率函数 YP
.%CD(K t`Y1.]@U H(5ui`' s 一个衍射匀光元件,可以使用一个具有如下技术参数的衍射扩散器透过率函数来模拟：
V!kQuQJ> • Phase-Only元件
Us@ {w`T • 采样距离：5μm
*'`3]!A • 大小：640μm×640μm
npG+# z • 相位级：8
l b1sV • 生成的目标模式：圆形高帽
x jP" 'yU ! [X.% 
KOAz-h@6 "PDSqYA 4. 光源的辐射特性 )z4kP09 S8W_$=4 ]'
"^M 光源的辐射特征由光源平面尺寸以及以下参数定义:
&]"_pc/>m • 发散角
qu#@F\gX • 空间相干长度
S#0|#Z5qD • 或模式的腰束半径。
^RF mRn u {E^<fW] 
#LNB@E [ ;3EzZL 5. 空间扩展光源建模 43orR !.Z \3y=0 ''\cBM!
• 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。
zOdasEd8! • 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。
)*$ qS/71Kv' 
5@%=LPV 6.系统：光路图（LPD） Q'Jpsmwu • 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。
9 (FcA5Y • 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。
7PQ j7&m • 这个元件的设计和
优化由衍射
光学工具箱（Diffractive Optics Toolbox）完成。
)l!&i?h% xUYN\Pc- 
U0|j^.) y
4,T 7. 存储透过率函数 b09#+CH?
<x%my4M
EJ
&ZZg as!|8JE` • 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。
$Bwvw)(% gQ+_&'C 8. 生成的谐波场集（光视图） eQ)io Y ?H7p6m u 5-QvQ&eH. • 模拟结束后将返回一组谐波场集（HFS）,其包含了目标平面上不同模式的电场复振幅分布。
3 z/O`z • HFS的相邻光视图显示了所有模式的 叠加。
< &m j"$b%| 
I}Gl*@K&O Nno={i1jk 9. 生成的谐波场集（数据视图） *}WqYqOow 1
FIiX 
=B{ $U~} Ad N= y8T =L; n8~{@y • 数据视图分别显示了每个模式。
iNrmh iql • 每个模式生成一个稍微不同的偏移的散斑目标图样。
HIp {< M3 • 由于光源的所有横向模式的生成的偏移图样的叠加，因此散斑会消失，并获得均匀化效果。
LM`tNZ1Fc! Sm I8&c 10.评估价值函数 NN pa69U
>5@ 0lYhH
o _,$`nEJ
S~5 =1b 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：
N@`9 ~JS • 一致性误差和
LF,c-Cv!jL • 窗口效率
~(doy@0M 在定义区域内对高帽进行分析。
nh.v?| Z Y O/'YW 11.评估的不同区域 V9 t:JY
h^,YYoA $
"@<g'T0 PT*@#:MA 12. 存储谐波场集 O7_NX fh| w\Eve: E6IL,Iq9 包含不同模式的光场称之为谐波场集。
1~iBzPU2 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。
u^eC 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）。
). #D:eO[~ KB-#):' 
E]G q!fA&< 9!OCilG 13. 临时文件的存放位置 |`9z E] eMMiSO!3 pDS4 _u 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。
bX1! fa 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。
#+Gs{i Xr 建议硬盘空间超过100GB。
i*rv_G|(Zj -Y ,Ibq 
w9?wy#YI -kS5mR 14.结果 CM f~Yv :r+
1>F$o 
/u1zRw x~,?Zj)n?C 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。
*>H'@gS 邻近的数值探测器结果。
<5L` d } @?N LME 15.模拟结果 9jFDBy+
d~s -;T 
H0Xda.Y( 16.总结 t-{OP?cE1 • VirtualLab Fusion可以模拟空间部分相干光源。
WED7 ]2> • 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。
