使用兩個不相關的模式模擬VCSEL光源

摘要

 

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

 

建模任務
 

 

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化的變量。

- 束腰半徑/半角發散/瑞利長度

- 每個模式的權重

由于束腰、發散和瑞利長度相互依賴，因此只有主要參數可以修改，其他的參數都是即時計算的，并顯示在對話框中。

 

   

請注意：這個用例也可以用多模高斯源來實現。然而，可變參數的選擇范圍會受到限制。兩個模式的光束輪廓參數只能一起變化。
 

定制的衍射光學函數監測器
 

 

優化單一模式的組合
 

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

參數優化的結果
 

 

VirtualLab Fusion中的工作流程

- 設置輸入場

- 基本光源模型[教程視頻]

- 使用VirtualLab Fusion進行多光源的模擬[使用案例]

- 使用參數優化找到兩個不相關的模式的適當參數，其組合可以得到VCSEL源的理想遠場能量密度。