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盡管探測器實體結構不允許執行一個位置點圖分析(這是您會經常在光束足跡分析中看到的)，我們可以通過將軸分辨率設置的很高，從輻照度分布中得到相同類型的數據。在本例中，對于我們的探測器實體，我們選擇了201*201。此外，重要的是我們的探測器實體正在“追跡中”收集信息。畢竟，我們想知道當光線穿過我們感興趣的平面的光束足跡。

我們的目的是分析沿著如下所示的光路多個平面的處的光束足跡。 設置計算 盡管FRED沒有一個內置的“光束足跡分析”程序，但我們將在FRED中使用探測器實體結構來實現類似的功能。 一種選擇是使用FRED探測器實體(Detector Entity)結構。

Beamfiler 是一款用于Windows 系統的激光光束分析產品，我們將Beamfiler Basic型號的光束質量分析儀重磅推薦給大家。

盡管探測器實體結構不允許執行一個位置點圖分析(這是您會經常在光束足跡分析中看到的)，我們可以通過將軸分辨率設置的很高，從輻照度分布中得到相同類型的數據。在本例中，對于我們的探測器實體，我們選擇了201*201。此外，重要的是我們的探測器實體正在“追跡中”收集信息。畢竟，我們想知道當光線穿過我們感興趣的平面的光束足跡。

可以使用空間光調制器來代替通過光束移動探測器，以避免任何移動部件。 另一種測量方法是通過模式匹配的無源光學諧振器或波前傳感器進行傳輸，例如 Shack–Hartmann 波前傳感器。這樣，只需要在單個平面上進行分析，就能全面鑒定激光束的特性。

4 結語本文根據矢量衍射理論推導矢量偏振光束的聚焦光場積分表示，并采用MATLAB模擬仿真實現了聚焦光場分布的直觀顯示。基于矢量光束經透鏡聚焦的光場分布分析，在高數值孔徑系統中，矢量衍射光束聚焦場具有以下特征：（1） 聚焦光場具有顯著的偏振特性，要用矢量衍射理論進行分析計算；（2） 聚焦光場各偏振分量與入射光場偏振態相關，并且出現軸向偏振分量。

結果預覽 光束和圖案條件→設計目標圖案（DTP） 光束：尺寸評估 圖案：導入、準備、預變形、采樣考慮 15m處的光斑尺寸 擴散器元件以創建所需圖案的方式偏轉入射光束。分辨率由單個光束點的大小決定。通過一個簡單的光學設置，我們確定可實現的光斑直徑為≥5毫米。

結果預覽光束和圖案條件→設計目標圖案（DTP）光束：尺寸評估圖案：導入、準備、預變形、采樣考慮 15m處的光斑尺寸擴散器元件以創建所需圖案的方式偏轉入射光束。分辨率由單個光束點的大小決定。通過一個簡單的光學設置，我們確定可實現的光斑直徑為≥5毫米。同時，我們已經可以識別出哪種束腰還沒有完全進入目標平面遠場。

我們展示了衍射傳播程序 DPROP 如何分析改進的能量分布，給出了另一種分析這種光束的方法。對圖像的影響為了完成本課程，我們輸出衍射圖案。由于光束是高斯光束，因此遠視場圖像的形狀也是高斯的。轉到 MDI 對話框，選擇 PSPRD 圖。實際上，我們看到根本沒有衍射環！這是高斯光束的特性。

光束吸收裝置 在各種情況下，都會有一束光（通常是激光束）是暫時或始終不需要的，因此需要被阻擋，例如,出于激光安全的原因。為此，可以使用某種安全吸收光功率的光束吸收器。與光束快門不同的是，光束吸收裝置不能被關閉，為了再次釋放這個光束，需要移除該裝置。

1.模擬使用光線追跡驗證反射光束整形裝置。2.評估應用幾何場追跡+(GFT +)引擎來計算場分布和評價光束參數。3.優化利用一個具有高斯形狀孔徑函數的光闌和經典場追跡引擎來優化M2參數。4.分析通過應用蒙特卡羅公差來分析方向偏差的影響。 對于復雜的光束整形裝置，特別是離軸系統，可以使用VirtualLab來進行高效的模擬和分析。

? 點擊Start Design以開始幾何光學光束整形。? 切換到分析頁面（Analysis ）以分析幾何光束整形的結果。? 選擇轉換效率（Conversion Efficiency）和信噪比（Signal-To-Noise Ratio）優化函數。? 點擊Recalculate進行計算。? 目標平面上的強度分布。

優化后的光束整形系統的分析 分析光束整形系統光學函數應該添加到光束整形系統Sc559_Design Beam Shaping Mirror_4.lpd。? 雙擊Stored Function來打開元件對話框。? 選擇Function頁面然后點擊Set按鈕以將生成的Transmission導入其中。

仿真流程：結合Fresnel衍射積分公式，通過專業設計工具建立微透鏡陣列模型、定義核心參數，仿真光束均化過程并優化陣列排布，抑制干涉效應。仿真成果：可模擬微透鏡陣列的光束均化效果，生成均化面光強分布仿真圖，驗證快軸發散角2.8mrad、慢軸發散角48.93%的設計指標；通過能量流分析功能，量化能量利用率與均勻性，為一體化結構設計提供數據支撐。

新創建的光線通過系統的剩余部分傳播，然后分析輸出。圖9顯示了通過沒有小孔的兩個透鏡后的光束，圖10顯示了通過準確模擬的小孔后的空間濾波光束。 上面技術梗概適用于相干光束通過一個小孔徑的情況。簡言之，它包含了傳輸場到達孔徑平面，根據孔徑剪裁場，合成一個新場，然后通過模型的剩余部分傳播。 圖8 相干場合成對話框，顯示了各種選項以及標量場采樣網格。

?分析貝塞爾光束在焦區域的傳播。?VirtualLab 能夠進行對特殊的元件，如錐透鏡生成的光束，能夠進行物理光學，如光束的輪廓和聚焦分析。

優化后的光束整形系統的分析 分析光束整形系統光學函數應該添加到光束整形系統Sc559_Design Beam Shaping Mirror_4.lpd。?雙擊Stored Function來打開元件對話框。?選擇Function頁面然后點擊Set按鈕以將生成的Transmission導入其中。

仿真分析與結果驗證光束傳播特性追跡結果顯示，原始發散光束經準直透鏡折射后，通過分束器膜層調控，傳播方向趨于平行，光斑輪廓規整度顯著提升。準直效果量化軟件輸出的角度亮度分析圖表明，光束發散角較初始狀態大幅縮減，符合平行光傳輸的核心需求，驗證了膜層設計與透鏡參數的合理性。

總結 對于一個具有發散角的激光激光器準直系統的性能研究，可同過： 第一步 光線追跡評價以計算波前差 第二步 場追跡評價以檢查光束剪切產生的衍射效率以及對光束質量產生的影響 11. 擴展閱讀 以下文件給出了如何在VirtualLab中設置和分析激光系統： ? 啟動視頻 — 光路圖介紹— 參數運行介紹

此項設計通過MATLAB算法與FDTD 電磁仿真結合，形成從光束設計到光學力特性分析的完整技術鏈，在光與物質相互作用的基礎研究及工程應用具有中應用潛力。一、MATLAB光東設計首先對光束進行光學設計，形成橢圓型艾里光相位，并將數據存儲，用于后續fdtd軟件調用。