[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。 *iW$>Yjb  
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GZZ  
9'S~zG%{  
},'Ij; %%Q  
1. 如何查找可编程光源：目录 i@|.1dWh  
A_\ZY0Xt  
c$
w}h[  
     -ipfGb  
2. 如何查找可编程光源：光学系统 <1EmQ)B  
O&c~7tM%  
6"UL+$k  
3. 编写代码 B%e#u.'6  
:.,3Zw{l  
;n-IpR#|  
   av*M#  
 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 }{(|^s=  
 Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 9&t!U+  
 RefractiveIndex 读取嵌入材料对于指定波长的的复数折射率。嵌入材料可在Basic Parameters标签下定义 .
Iret:  
 Distance 可由配置对话框中读取另一个参数，此次是从Basic Parameters标签：到输入平面的距离。这是一个重要的参数，例如，在点源的情况下，光源场不能在出射点精确定义。 UIl^s8/  
 Jx和Jy 是琼斯偏振矢量的复值分量。如果我们将代码中定义的函数表示为U(x, y)，那么最终从光源平面发出的场分量是Ex = Jx U(x, y)和Ey = Jy U(x, y) 8*V8B=q}K  
 x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 >5|;8v-r  
 主函数中代码的返回值必须是一个关于每个x和y点的复合值。所有这些值组成了函数U(x, y)。 VSI.c`=,  
 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 1q[vNP=g&  
.$,.w__m~  
4. 输出 9ywPWT[^  
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-,v;c  
9u\&kQxqD  
=>7\s}QZ  
 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。 XS'0fq
a  
 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)。 .C2.j[>  
 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。 +yYv"J  
 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。 h""a#n)q}`  
K)`\u7Bu  
5. 采样 &$?i  
Y_)aoRjB  
?+bDFM}  
pSq3\#Twr  
CbA2?(1o1  
 代码对光源场函数是解析地定义，使编程函数的精度仅受双精度的限制。 sO!YM
5v8  
 用户必须确保足够好的采样以保证其编写的函数能被分辨。 32flOi:  
 编辑采样标签以达成该采样目的。 @zJhJ'~Sl  
 请注意：采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 EPz$`#Sh"  
t*? CD.S  
编程一个高斯光束 
Yz?1]<X  
uT}Jw  
1. 高斯光束 #6tb{ws3  
    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： ~la=rh3  
E&/D%}Wl  
cJ%u&2J_  
1MV\ ^l_  
2. 如何查找可编程光源：目录 kd9GHN;7  
"$Wi SR  
jaAv_=93f  
jG3}V3|.  
3. 如何查找可编程光源：光学系统 R;X8%'  
+McKyEa  
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[J0r  
4. 可编程光源：全局参数 %^l77:O  
"Q~6cH[#  
Hy<4q^3$G  
TA}z3!-y*  
 一旦打开编辑对话框，可转到全局参数选项卡。 N.q4Ar[x#p  
 在此处，添加和编辑两个全局参数: N[j7^q7Xt  
- double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 Qr;es,f  
- double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 >NN|vj  
>?,arER  
5. 可编程光源：代码段帮助 Dk|<&uVV  
`he{"0U~S  
YZCPS6PuE  
 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。 [FKmZzEy  
 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 ?S8cl7;+  
 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 qFV=Pk  
a$MMp=p  
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C"/
]X  
6. 可编程光源：编写代码 j=)%
~@  
kNW&rg  
Uq/(xh,t5  
     l%"eQ  
7. 可编程光源：调整采样和窗口 /n7F]Ok'*  
#3$U&|`  
c7IgndVAV  
#UC4l]Ru A  
8. 可编程光源：使用你的代码段 q+32|k>)  
Ifu$p]~z$  
Vzz0)`*hQ  
-o F#a 8  
9. 测试代码！ ~?aq=T  
+*g[hRw[