使用兩個(gè)不相關(guān)的模式模擬VCSEL光源

摘要

 

垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL）二極管在許多應用中都很有意義，如光學(xué)傳感器和圖案的生成。為了能夠在VirtualLab Fusion中研究這些類(lèi)型的設置，需要一個(gè)適當的光源模型。在這個(gè)用例中，我們展示了如何在多光源的幫助下，通過(guò)對兩個(gè)不相關(guān)的高斯模式進(jìn)行參數優(yōu)化，實(shí)現特定VCSEL源的理想強度分布。

 

建模任務(wù)
 

 

用于VCSEL光源建模的拉蓋爾-高斯模式
 

 

拉蓋爾-高斯模式的可變參數

以下參數可被設定為參數優(yōu)化的變量。

- 束腰半徑/半角發(fā)散/瑞利長(cháng)度

- 每個(gè)模式的權重

由于束腰、發(fā)散和瑞利長(cháng)度相互依賴(lài)，因此只有主要參數可以修改，其他的參數都是即時(shí)計算的，并顯示在對話(huà)框中。

 

   

請注意：這個(gè)用例也可以用多模高斯源來(lái)實(shí)現。然而，可變參數的選擇范圍會(huì )受到限制。兩個(gè)模式的光束輪廓參數只能一起變化。
 

定制的衍射光學(xué)函數監測器
 

 

優(yōu)化單一模式的組合
 

我們使用單純形算法對轉換效率和信噪比進(jìn)行參數優(yōu)化，其中半角發(fā)散、束腰半徑和每個(gè)模式的權重都可以改變，以找到提供預期VCSEL遠場(chǎng)能量密度的組合。
 

參數優(yōu)化的結果
 

 

VirtualLab Fusion中的工作流程

- 設置輸入場(chǎng)

- 基本光源模型[教程視頻]

- 使用VirtualLab Fusion進(jìn)行多光源的模擬[使用案例]

- 使用參數優(yōu)化找到兩個(gè)不相關(guān)的模式的適當參數，其組合可以得到VCSEL源的理想遠場(chǎng)能量密度。