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使用兩個(gè)不相關(guān)的模式模擬VCSEL光源

摘要

 

垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL）二極管在許多應(yīng)用中都很有意義，如光學(xué)傳感器和圖案的生成。為了能夠在VirtualLab Fusion中研究這些類型的設(shè)置，需要一個(gè)適當(dāng)?shù)墓庠茨Ｐ�。在這個(gè)用例中，我們展示了如何在多光源的幫助下，通過(guò)對(duì)兩個(gè)不相關(guān)的高斯模式進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)特定VCSEL源的理想強(qiáng)度分布。

 

建模任務(wù)
 

 

用于VCSEL光源建模的拉蓋爾-高斯模式
 

 

拉蓋爾-高斯模式的可變參數(shù)

以下參數(shù)可被設(shè)定為參數(shù)優(yōu)化的變量。

- 束腰半徑/半角發(fā)散/瑞利長(zhǎng)度

- 每個(gè)模式的權(quán)重

由于束腰、發(fā)散和瑞利長(zhǎng)度相互依賴，因此只有主要參數(shù)可以修改，其他的參數(shù)都是即時(shí)計(jì)算的，并顯示在對(duì)話框中。

 

   

請(qǐng)注意：這個(gè)用例也可以用多模高斯源來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，可變參數(shù)的選擇范圍會(huì)受到限制。兩個(gè)模式的光束輪廓參數(shù)只能一起變化。
 

定制的衍射光學(xué)函數(shù)監(jiān)測(cè)器
 

 

優(yōu)化單一模式的組合
 

我們使用單純形算法對(duì)轉(zhuǎn)換效率和信噪比進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，其中半角發(fā)散、束腰半徑和每個(gè)模式的權(quán)重都可以改變，以找到提供預(yù)期VCSEL遠(yuǎn)場(chǎng)能量密度的組合。
 

參數(shù)優(yōu)化的結(jié)果
 

 

VirtualLab Fusion中的工作流程

- 設(shè)置輸入場(chǎng)

- 基本光源模型[教程視頻]

- 使用VirtualLab Fusion進(jìn)行多光源的模擬[使用案例]

- 使用參數(shù)優(yōu)化找到兩個(gè)不相關(guān)的模式的適當(dāng)參數(shù)，其組合可以得到VCSEL源的理想遠(yuǎn)場(chǎng)能量密度。