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2024-11-21 07:57 |
空間濾波器
簡介 IZ0$=aB7 cIvYfgIo9 激光系統(tǒng)常使用一個稱為空間濾波器的小孔。通過去除光束中的高階模和噪聲,空間濾波器是一種用于提高激光質量的技術。為了在FRED中準確模擬激光通過一個空間濾波器,光在通過濾波器之后光場的重新合成是非常重要的。這樣做將會精確的模擬在孔徑上的裁剪。在本篇文章中,將會闡述Gabor分解的光合成技術。 0@K:Tq-mF RLz`aBT 相干光的高斯子束模型 ` G=L07 bmVgTm& 通過使用一個稱為高斯光束分解(GBD)的技術,可以在FRED中實現(xiàn)相干光的模擬。光場被分成獨立的高斯子束,相互之間是相干傳播的。每個子束由一組光線表示(圖1),主光線沿著子束的軸。八個二級光線包括:代表光束腰的四個正交二級束腰光線,和代表光束發(fā)散度的四個正交二級發(fā)散光線。在光線追跡的過程中,主光線決定了所有二級光線的命運:如果主光線通過了一個孔徑,假設,則所有的二級光線必須通過該孔徑。這項使用光線來表示高斯子束的技術被稱為復合光線追跡。 4l}M
i ![](http://www.infotek.com.cn/uploads/allimg/160815/1-160Q5224451Q3.png) 圖1 高斯子束的復合光線表示 D}/=\J/ {!1n5a3" 1 如果激光在一個空間濾波器處聚焦,則在相干光線追跡中的大多數(shù)主光線將會通過孔徑。這忽略了剪裁的影響。為了正確的模擬剪裁,在空間濾波平面的光場應該在孔徑內重新采樣,產生一組新的光線,用于通過系統(tǒng)的進一步傳播。 bo;pj$eR3R i!W8Q$V 14μm空間濾波器內的Gabor分解 ^i+z_%V wUCDJY:,1 在FRED中模擬的一個空間濾波系統(tǒng)如圖2所示。創(chuàng)建了相干準直的He-Ne激光束。光源由直徑為6mm的橢圓孔徑內的21*21條光線組成。光線通過焦距為52mm的平凸透鏡?臻g濾波器放置在焦點上。空間濾波器的直徑是基于透鏡焦距和光束直徑計算而得。 0r-lb[n8i U`9\P2D`/
DIqT>HHZ mvA xx`jc 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,用戶需要右鍵點擊并選擇相干場操作/應用剪裁到場(Coherent Field Operations / Apply Clipping to Field),選擇已經創(chuàng)建好的剪裁曲線。光場現(xiàn)在已經得到了正確的剪裁(圖3)。 As'M39*V 圖2 He-Ne激光束的空間濾波器 Q^Z<RA(C 圖3 用空間濾波孔徑剪裁光場的結果 I0H
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