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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。
)=k8W9i8b kVqRl%/3Tb 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的強大功能，可以很容易驗證這個事實。
b0PQ;?R#V \*wQ%_ N5 聚焦TEM00模式的能量密度可視化 k@[P\(a3b a?d)l nk 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。
圖1：入射到雙凸透鏡元件上TEM00激光光束的能量密度計算 EgYM][:UU
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x8Q 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)玫揭恍┯腥さ陌l(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)。
]-rhc.Gk@1 圖2：代表激光光束的光線通過透鏡時被追跡。在沿著傳播方向的焦點周圍區(qū)域計算能量密度，并顯示在3D幾何視圖中。
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