[技术]如何在VirtualLab Fusion中使用可编程光源及示例（高斯光束） [复制链接]

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为光学仿真提供最大的功能多样化是我们的最基本目标之一。在本文档中，我们将展示如何在VirtualLab Fusion中使用可编程光源：一种对自定义基本光源模型空间相关性的定义方法，其可用于如完全相干光源，单色光源的建模；或者是一个更复杂的单模形式(可能是一个部分空间相干或者复色的)。尽管高斯光是一种已经包含在VirtualLab Fusion中的光源模型，但我们在此处仍然使用其用为一个简单的编程示例。 ~wu\j][2  
wkY$J\J  
ba)hWtenH  
t^=S\1"R\  
1. 如何查找可编程光源：目录 R1Fcd@DWD  
NOFH  
Q$5%9  
     N+vsQ!Qz  
2. 如何查找可编程光源：光学系统 z%nplG'~|  
wjTW{Bg~G  
K."W/A!  
3. 编写代码 (/S6b  
+fHqGZ]  
&w{z  
   i&-g  
 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 xiVbVr#[  
 Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 TpYdIt9#>  
 RefractiveIndex 读取嵌入材料对于指定波长的的复数折射率。嵌入材料可在Basic Parameters标签下定义 ($!g= 7  
 Distance 可由配置对话框中读取另一个参数，此次是从Basic Parameters标签：到输入平面的距离。这是一个重要的参数，例如，在点源的情况下，光源场不能在出射点精确定义。 dFZh1*1  
 Jx和Jy 是琼斯偏振矢量的复值分量。如果我们将代码中定义的函数表示为U(x, y)，那么最终从光源平面发出的场分量是Ex = Jx U(x, y)和Ey = Jy U(x, y) 55Xfu/hQ  
 x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 8
mC$p6Okd  
 主函数中代码的返回值必须是一个关于每个x和y点的复合值。所有这些值组成了函数U(x, y)。 Z ?ATWCa  
 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 (rQ)0g@  
>ktekO:H  
4. 输出 @>F`;
'_*z  
^[EXTBk@:  
(hIe!"s*  
M(:_(4~  
 输出是一个复值函数表征最终电场分量U(x, y)的空间分量。 {5SJ0'.B2g  
 麦克斯韦方程的一个结论是，在均匀介质中，六个电磁分量中的定义两个就足够了，其余四个可以从方程中得到。不失一般性地，VirtualLab选择Ex和E y两个独立分量。在可编程光源中，它们定义为Ex = J x U(x, y)和Ey = Jy U(x, y)。 (\4YBaGd  
 因此，自定义光源的输出是一个电磁场，其空间部分由代码定义，并按照光谱参数选项卡的光谱叠加组成。 WV;[vg]  
 被定义的场可以用作光学系统中的独立光源，也可以保存在目录中，也可以在更复杂光源中作为基本模式。 ]sqp^tQ`e  
X=VaBy4#  
5. 采样 %htbEKWR  
d 1 O+qS  
U8eU[|-8O/  
;(s.G-9S  
7U-?Rd  
 代码对光源场函数是解析地定义，使编程函数的精度仅受双精度的限制。 j?(@x>HA  
 用户必须确保足够好的采样以保证其编写的函数能被分辨。 BQ{'r^u  
 编辑采样标签以达成该采样目的。 D7C%Y^K]>E  
 请注意：采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 h: zi
8;(  

P9]95.j  
编程一个高斯光束 { /Gm|*e{  
iJk/fvi  
1. 高斯光束 KA."[dVa  
    当电场分量正交与给定的主传输方向，该电磁场可描述为一个基本的高斯光束。其束腰可由形式的数学表达式为： \V*E:_w*  
8u Z4[  
V6b)  
Ws[d.El  
2. 如何查找可编程光源：目录 [[
Usrbf  
_p| KaT``  
{'Gu@l  
ScC!?rTW~7  
3. 如何查找可编程光源：光学系统 9-?kamA  
P,n:u'Iwy  
Of{'A  
4. 可编程光源：全局参数 ;W!hl<``d*  
a;0$fRy  
ntF#x.1Pm  
eS"sd^;R  
 一旦打开编辑对话框，可转到全局参数选项卡。 Y0nuwX*{  
 在此处，添加和编辑两个全局参数: g%d&>y?1r  
- double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 #J4,mFMr  
- double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 [mQ*];GA  
V__n9L/t  
5. 可编程光源：代码段帮助 z|G 39  
;%PdSG=U  
)h(yh50 B  
 可选：您可以使用Snippet Help编写指令、说明以及与代码片段关联的一些元数据。 4JjO.H  
 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 zyFbu=d|O:  
 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 ,lw<dB@7"5  
^i~'aq  
rVx?Yo1F'  
*!+?%e{;b  
6. 可编程光源：编写代码 _xXDvBU  
a<{+ JU5  
HltURTbI  
     D\V (r\i  
7. 可编程光源：调整采样和窗口 d:=:l?  
QX393v!  
JY@x.?N5$  
V %Rz(a+c  
8. 可编程光源：使用你的代码段 -\=kd {*B  
;hp?wb  
>a1ovKF  
?HaUT(\j  
9. 测试代码！ y'pX/5R0  
'D;'Pr]