概要

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

介紹

光束整形光學元件可以將入射光的光強分布轉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換為平頂（Top-Hat）分布的光輸出。在評價函數(shù)中使用幾何光線來優(yōu)化透鏡的矢高是一個很有效的方法。在這一方法中，我們將計算給定輸入光分布時，輸出面應有的結果，并通過幾何光線目標的形式輸入到評價函數(shù)編輯器中。下表顯示的是這樣一個光束整形系統(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X處的圈入能量為A，我們需要分析確定當輸出光的輻射距離S為多少時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)。