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本文根據《激光原理》-周炳琨這本書中的厄米特高斯光公式，在comsol中仿真了高階厄米特高斯光。 所用comsol版本為5.6版，模塊為波束包絡。

由于 BK-7 中占主導地位的三階材料非線性，折射率隨單色輸入光的光束強度(I)的函數變化如下： 其中，n0 是折射率的常數（線性）部分，γ 是非線性折射率系數，I 是光束強度。 空間高斯發射的光束產生了折射率的空間高斯分布，峰值在中心并徑向向外減小。這種折射率分布使得光束在穿過晶體的過程中更加集中在中心。這種現象被稱為自聚焦 ，特別是因為源光束自身的聚焦。

此外，相比于有相似束腰的高斯光束，生成的貝塞爾光束的焦深增加了4倍。

?因此，我們使用測量的半徑作為腰束半徑（消除發散角）來生成一個高斯光束。?之后，將接收場轉換成一個透射函數。?將該傳輸函數用作光闌（在一個透射函數元件中）。 結果：光束質量優化?由于通過高斯孔徑傳播，光束顯示出理想高斯形狀。?因此，M2值在兩個方向上幾乎都是1。 ?然而，光束半徑是略有減少。

案例97.01 此案例演示了如何設計一個衍射光束整形器來將高斯激光束重塑到donut模式。

）和邊緣寬度（edge width）4.生成IFTA優化文件Diffractive-Diffractive Beam Shaper? 打開衍射光束整形器對話框：Design-Beam Shaper Design-Diffractive Beam Shaper? 設置入射場（照明高斯激光光束，傳輸50mm后的光束）和期望輸出場（高帽）? 選擇優化區域創建方法

案例97.01 此案例演示了如何設計一個衍射光束整形器來將高斯激光束重塑到donut模式。

引言在現代光學技術領域，激光器輸出的高斯光束因強度分布不均導致能量利用率受限，光束整形技術作為提升光束均勻性、適配多場景應用的核心手段，已廣泛滲透激光加工、光纖通信、醫療設備、激光雷達等關鍵行業[1]。從非球面透鏡組的校正到液晶空間光調制器（LC-SLM）的動態調控，光束整形技術的迭代升級始終離不開專業光學設計軟件的支撐。

案例97.01 此案例演示了如何設計一個衍射光束整形器來將高斯激光束重塑到donut模式。

?光路圖包含一個高斯光源以生成相同的入射激光光束。?坐標斷點（元件命名為Tilt-45°）引入了-45°角度傾斜。?VirtualLab Fusion基于平面波分解的物理光學方法來將光源場傳輸到傾斜平面。?-45°的角度傾斜會引入一個45°角的線性相位。

本文來自： COMSOL 博客

我們可以在矩形 [a, a + 1] × [b, b + 1] 或更小的矩形上生成表面，來“避免”周期性。在 COMSOL Multiphysics? 中定義參數和隨機函數 關于在 COMSOL Multiphysics中的實現，首先根據下圖定義幾個空間頻率分辨率和頻譜指數參數： 振幅的生成將需要在兩個變量中具有高斯分布的隨機函數。

因此，如何突破高斯光束的焦深-分辨率制約關系，實現長焦深且高分辨率的光場調控，成為光學領域的重要研究方向。建模任務在這個案例中為大家介紹基于HOE的貝塞爾光束產生。如圖1所示為基于HOE的貝塞爾光束產生的裝置。在這個案例中光源為單模光纖輸出的高斯光源，波長1064nm，束寬為3.3μm.

概要本文展示了如何設計光束整形器將激光器產生的高斯分布的光轉換為平頂分布的光輸出。（聯系我們獲取文章附件） 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。在評價函數中使用幾何光線來優化透鏡的矢高是一個很有效的方法。

2．模擬任務DOE：相位型衍射光束整形器直徑：2mmx2mm形狀：圓形相位級次：16 3.建模任務：入射光場高斯準直激光光束的光束參數 ?波長：632.8nm?激光光束直徑（1/e2）：1mm 4.建模任務：期望輸出光場 期望輸出場的參數=設計目標圖樣（DTP）:

軸錐鏡和透鏡將光束轉化為中空的瓶束建模任務：軸錐鏡和透鏡構成的系統可以將高斯光束整形為環形光束，并且可以生成三維的瓶底光束。這一期將通過對這個系統的建模帶領大家了解VirtualLab Fusion的參數掃描功能和動圖的生成過程。軸錐鏡的傳輸函數為exp(-i2π/λrα)，其中λ為波長，α是徑向調控因子。透鏡的傳輸函數則是exp(-i2π/λr^2/f/2)，f為焦距。

方法一：Sources選項在頂部的功能區菜單中選擇Sources，可以看到VirtualLab Fusion提供了基礎光源（包含高斯光束、平面波、像散波、球面波、超高斯波和存儲光場）、部分相干光源、光譜以及脈沖。圖1. 從Sources中打開光源隨機點開一個窗口在對話框設置完畢參數之后就可以生成結果文檔。

附件下載聯系工作人員獲取附件概要本文展示了如何設計光束整形器將激光器產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。在評價函數中使用幾何光線來優化透鏡的矢高是一個很有效的方法。

txt文檔導入生成多波長功率譜 生成的高斯激光光束 3.模擬結果 單波長目標屏上的光分布 多波長目標屏上的光分布 4.結論?VirtualLab Fusion允許指定任何光源的功率譜。

在此背景下，二維叉形光柵作為一種高效、緊湊的相位調制元件，逐漸成為生成渦旋光束的主流方案之一。它通過在基底上刻蝕出具有特定拓撲荷的叉形相位結構，可直接將入射的基模高斯光束轉換為攜帶 OAM 的渦旋光束，具有設計靈活、衍射效率高、易于批量制備等顯著優勢。