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在諸如激光損傷測量或等離子點火研究的應(yīng)用中，特別是在光的非線性效應(yīng)這種現(xiàn)象中，定位和預(yù)測最大能量密度是非常重要的。研究員經(jīng)常受限于反復(fù)的試驗或者分析預(yù)測，這樣就未能充分地考慮波前或透鏡像差。但在所有最受限制的情況下，輸入光束的質(zhì)量以及光學(xué)聚焦元件會有一個重要并且通常是不利的影響。 +c_CYkHJ/  
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有的人會傾向于認(rèn)為當(dāng)光斑尺寸最小時將會出現(xiàn)最大能量密度。如果真的總是這樣的話，那么任何鏡頭設(shè)計軟件都可以用來做預(yù)測了。然而，事實上經(jīng)常會出現(xiàn)最佳幾何焦點所在的平面與達(dá)到最高能量密度所在的平面是不一致的，通過Photon Engineering 公司的主打的光學(xué)工程軟件FRED的強(qiáng)大功能，可以很容易驗證這個事實。 ?,>y`Qf*|  
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聚焦TEM00模式的能量密度可視化 IvH+94[)  
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考慮一個來自氦氖激光器的TEM00光束，入射到一個雙凸球面透鏡上，其中束腰也位于透鏡上。在圖1中，F(xiàn)RED的可視化視圖顯示(Show in Visualization View)功能用來顯示附加在光源上分析面的能量密度計算。 /omVMu  
由于FRED對分析面的方向沒有任何限制，所以可以計算沿傳播方向上的自由空間的能量密度。通過檢查焦點周圍的區(qū)域?qū)�會得到一些有趣的發(fā)現(xiàn)。通過創(chuàng)建第二個分析面、繞Y軸旋轉(zhuǎn)90度然后重置窗口x限制的值，可以完成在這個區(qū)域上的計算。需要設(shè)置分析面上的光線規(guī)格，只有像平面上的光線可以用于計算。圖2顯示了光線網(wǎng)格，它定義了追跡穿過透鏡到達(dá)成像面的光源。在插圖中出現(xiàn)了超過600µm的能量密度計算側(cè)視圖，圖3顯示了最大能量密度的位置，這個可以從FRED輸出窗口中的信息輸出欄中得到（見圖4）。基于光線追跡，F(xiàn)RED的最佳幾何焦點(Best Geometric Focus)計算與縱向能量密度(longitudinal Energy Density)計算輸出相同的結(jié)果，在給定的解析度下達(dá)到一個像素以內(nèi)。 AOUO',v  
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聚焦的“非高斯”高斯的能量密度可視化 =Ybu_>  
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這個部分介紹了FRED 16.42 測試版本的一個功能。在它的許多內(nèi)置的光源類型和選項中，在詳細(xì)光源(Detailed Source)對話框中的功率選項卡中選擇高斯切趾(Gaussian Apodization)類型時，會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在FRED提供高階Hermite和Laguerre模式（見于圖5）。Hermite指數(shù)參考光源的局部X及Y模式，Laguerre指數(shù)則參考徑向和方位模式。 FgaBwd^W