概要

本文展示了如何設(shè)計(jì)光束整形器將激光器產(chǎn)生的高斯分布的光轉(zhuǎn)換為平頂分布的光輸出。

介紹

光束整形光學(xué)元件可以將入射光的光強(qiáng)分布轉(zhuǎn)換為其他特定的分布輸出。最常見的例子就是將激光器產(chǎn)生的高斯分布的光轉(zhuǎn)換為平頂（Top-Hat）分布的光輸出。在評價(jià)函數(shù)中使用幾何光線來優(yōu)化透鏡的矢高是一個(gè)很有效的方法。在這一方法中，我們將計(jì)算給定輸入光分布時(shí)，輸出面應(yīng)有的結(jié)果，并通過幾何光線目標(biāo)的形式輸入到評價(jià)函數(shù)編輯器中。下表顯示的是這樣一個(gè)光束整形系統(tǒng)，其輸入光為束腰為W的高斯光，輸出光為平頂半徑為K的平頂光。

首先，對于已知光束在坐標(biāo)X處的圈入能量為A，我們需要分析確定當(dāng)輸出光的輻射距離S為多少時(shí)可以保證輸出光圈入能量B和輸入光的相同。

處理分析

對于能量的1/e2處束腰為W的輸入高斯光，我們想要的輸出光的輪廓是一個(gè)在半徑K內(nèi)均保持均一最大值的分布。其中輸入光的輻照度分布為Pexp{-(2R2/W2)}，輸出光的輻照度分布為最大值為H、半徑為K的階躍函數(shù)。