簡介 *ni|I@8 } d6^ 激光系統(tǒng)常使用一個稱為空間濾波器的小孔。通過去除
光束中的高階模和噪聲,空間濾波器是一種用于提高激光質(zhì)量的技術(shù)。為了在FRED中準(zhǔn)確
模擬激光通過一個空間濾波器,光在通過濾波器之后光場的重新合成是非常重要的。這樣做將會精確的模擬在孔徑上的裁剪。在本篇文章中,將會闡述Gabor分解的光合成技術(shù)。
LLiX%XOh p10->BBg 相干光的高斯子束模型 ^`THV *1Q?~ 通過使用一個稱為高斯光束分解(GBD)的技術(shù),可以在FRED中實(shí)現(xiàn)相干光的模擬。光場被分成獨(dú)立的高斯子束,相互之間是相干傳播的。每個子束由一組
光線表示(圖1),主光線沿著子束的軸。八個二級光線包括:代表光束腰的四個正交二級束腰光線,和代表光束發(fā)散度的四個正交二級發(fā)散光線。在光線追跡的過程中,主光線決定了所有二級光線的命運(yùn):如果主光線通過了一個孔徑,假設(shè),則所有的二級光線必須通過該孔徑。這項(xiàng)使用光線來表示高斯子束的技術(shù)被稱為復(fù)合光線追跡。
jT',+ 圖1 高斯子束的復(fù)合光線表示
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=j-{Mxb3 如果激光在一個空間濾波器處聚焦,則在相干光線追跡中的大多數(shù)主光線將會通過孔徑。這忽略了剪裁的影響。為了正確的模擬剪裁,在空間濾波平面的光場應(yīng)該在孔徑內(nèi)重新采樣,產(chǎn)生一組新的光線,用于通過系統(tǒng)的進(jìn)一步傳播。
.+sIjd 8qveKS]vZ 14μm空間濾波器內(nèi)的Gabor分解 \)*qW[C$a 9"TPDU7" 在FRED中模擬的一個空間濾波系統(tǒng)如圖2所示。創(chuàng)建了相干準(zhǔn)直的He-Ne激光束。
光源由直徑為6mm的橢圓孔徑內(nèi)的21*21條光線組成。光線通過
焦距為52mm的平凸
透鏡?臻g濾波器放置在焦點(diǎn)上?臻g濾波器的直徑是基于透鏡焦距和光束直徑計(jì)算而得。
hrK^oa_[W uDR(^T{g# ;C'*Ui pm+[,u!i 通過添加FRED自定義元件(Custom Element)可以創(chuàng)建空間濾波器小孔,它由半徑為0.007mm的圓弧曲線描述。在空間濾波器位置處創(chuàng)建了一個1*1的吸收平面。在該平面上指定了一個分析面(64*64μm寬,257*257像素)來收集光場。繪制光場之后,用戶需要右鍵點(diǎn)擊并選擇相干場操作/應(yīng)用剪裁到場(Coherent Field Operations / Apply Clipping to Field),選擇已經(jīng)創(chuàng)建好的剪裁曲線。光場現(xiàn)在已經(jīng)得到了正確的剪裁(圖3)。
,*US) &x 圖2 He-Ne激光束的空間濾波器
d|3[MnU[a 圖3 用空間濾波孔徑剪裁光場的結(jié)果
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