本文描述了如何在FRED中模擬空間濾波器，內(nèi)容適用于所有的相干光束通過小孔的情況。 x5 #Kk. p i ; fu 用于空間濾波器的FRED工具 bQ?Vh@j(M 光源功率切趾內(nèi)置和自定義的光源功率切趾函數(shù)，可以非常容易準(zhǔn)確的定義光束輪廓。 \'w.<)(GI 最佳幾何焦點(diǎn)使用光線的任意子集，在任何表面的坐標(biāo)系統(tǒng)中尋找最佳焦點(diǎn)位置。 o|n+;h
高級(jí)光線追跡靈活和精確的光線追跡控制能力，具有序列和非序列傳播選項(xiàng)、指定數(shù)目的交叉點(diǎn)和光線開始和停止表面的選項(xiàng)。 $^e_4]k 相干標(biāo)量場(chǎng)分析相干場(chǎng)計(jì)算，允許計(jì)算并宣示振幅、能量、相位或波前。 M_?B*QZJI 相干場(chǎng)剪裁相干場(chǎng)的剪裁可以準(zhǔn)確的模擬一個(gè)小孔。 f/kYm\Zc 相干場(chǎng)合成從一個(gè)計(jì)算好或用戶指定的復(fù)合場(chǎng)合成一個(gè)新的相干光線。 N1>M <N03 簡(jiǎn)介 K^/.v<w
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4rK 許多激光系統(tǒng)包含一個(gè)空間濾波器，來“清除”由散射或不想要的高階模引起的高頻噪聲，以產(chǎn)生準(zhǔn)直、單模的高斯光束。一般來說，一個(gè)透鏡使光束聚焦到一個(gè)小孔上，然后再經(jīng)過第二個(gè)透鏡準(zhǔn)直。由于透鏡的傅里葉變換特性，在小孔平面上的光束輪廓是初始光束的傅里葉變換。小孔略去了邊緣處的高頻噪聲，然后讓低頻高斯光束以高的百分比（98-99%）通過。在FRED中模擬該過程涉及了一些技術(shù)，這些技術(shù)與使用復(fù)合光線追跡的相干光束的建模和傳播有關(guān)。本文通過詳細(xì)的步驟準(zhǔn)確地在FRED中模擬空間濾波器，并重點(diǎn)描述了過程中一些有用的功能和技巧。注意本文可適用于任何相干光束通過小孔的情況。 4;jAdWj3 I_Gm2 Dd FRED應(yīng)用實(shí)例：一個(gè)有噪聲的激光光束空間濾波 J1r\Cp+h0
<g&GIFE, 光源的光束輪廓可以在FRED中通過位置功率切趾函數(shù)來指定。詳細(xì)的光源對(duì)話框的功率（Power）選項(xiàng)卡包含了位置切趾選擇，如圖1所示。高斯和振幅/相位掩模切趾將在本實(shí)例中使用�！癆mplitude/Phase Mask on Rectilinear Grid”允許每個(gè)像素的強(qiáng)度和相位的自定義輸入，并且支持文本文件或位圖圖像的導(dǎo)入，這為復(fù)雜光束輪廓的建模提供了便利。在預(yù)定義的切趾之內(nèi)還有一定層次的定制，“Gaussian Apodization”讓用戶指定x和y方向的半寬（在1/e2點(diǎn)處），高斯光束中心偏移的x和y坐標(biāo)，以及高階模的定義（Hermite和Laguerre）。 KI\
9 ) Q &&=:97d 圖1光源的功率選項(xiàng)卡顯示了可用的不同功率切趾函數(shù)
4dz Ym+vJm 考慮一個(gè)有噪聲的高斯光束輪廓的氦氖激光器。在FRED中模擬這個(gè)模型的一種方法是首先用期望參數(shù)（光束尺寸、光線數(shù)、波長(zhǎng)等）和一個(gè)高斯切趾函數(shù)創(chuàng)建相干光源，然后使用一個(gè)已寫好的簡(jiǎn)單FRED腳本，計(jì)算光源（理想高斯型）的輻照度分布，添加隨機(jī)變量，使用“Amplitude/Phase Mask on Rectilinear Grid”（振幅）切趾來分配新的輻照度值。圖2顯示了帶有噪聲的氦氖光束的相干標(biāo)量場(chǎng)能量。FRED具有多種允許用戶控制參數(shù)的圖形選項(xiàng)，如配色方案、色彩等級(jí)數(shù)、繪圖縮放比例、3D視角視圖、FFT、平滑數(shù)據(jù)、范圍以及更多。 kDiR2K& a[=B?Bd 圖2 FRED模擬帶有噪聲的高斯激光光束的能量圖
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