[分享]VirtualLab5.3更新特征 [复制链接]

VirtualLab 是市场上唯一一个统一化的光学建模光学软件平台，该平台保证了所有模式光源和通过光学元件任意传输方法的完全兼容性。 此外，通过探测器可以按照任意测量要求对光场进行评价。这种技术能在光学系统建模中为您提供无与伦比的 灵活性和准确性。您可以根据您的需要和要求，从 VirtualLab 产品多种工具箱中选择组合您的应用工具平台。科学家和工程师们不断地设计和改进着越来越多的光源、光学元件和探测器 。 [S<";l8  
2?i7
UvV  
版本5.3 H)&R=s  
发布日期  2012年6月 . ]M"# \  
升级服务  要求升级服务到2012年第二季度 p4)Q&k!  
版本要求  Virtuallab5.0（基本安装）或者5.0.3, 5.1.0, 5.1.1 或5.1.2（更新） ?fS9J  
●        输入和输出 0BsYa
vCR  
-     可实现光场数据与CODE V之间的输入、输出交换。 mVmGg,  
-     新增从Zemax导入界面类型：包括ZEMAX 中的binary 1、binary 2和Zernike多项式表征的三种位相。 cj@k
oA'  
-     输出界面进行了改进和补充。像素化界面可以导出为CIF和其他ASCII形式。另外，可以生成RTF形式的概要文件。CIF和GDS II的压缩方法已经由（2：n）矩形变成（1：n）矩形。现支持曾经输出界面的导入。 H[|~/0?K  
-     像素化输出界面的性能得到了显著改进。 |nF8gh~}  
/7LR;>Bj  
●        目录和元件 |'2d_vR  
-     光路元件对话框记录着取向定义的最后设置。 hzC>~Ub5  
-     在界面目录中已添加Zernike Standard Interface。 <7$1kGlA  
-     Combined Interface的子界面可以是像素化的和或经量化处理的。 eiOW#_"\  
-     对于包含不可见波长的光源，目录视图自动切换到假彩色模式，这种情况下，真彩色模式不可用。 @|)Z"m7  
●        参数运行 H:\k}*w  
-     包含许多短迭代的参数运行的性能已经得到了相对改善。 Ct|A:/z(  
●        光路图 4/)k)gLI  
-     现在可以通过光路图中的列目录树，由目录向Light Path Diagram添加光源和组件。 J-4:H gx  
-     Light Path Diagram的默认设置有所改变。Automatic Propagation（自动传播）算子对所有的谐波场设计进行估计。 y!%CffF2  
-     对于LLGA分析仪，新的照明工具箱光路图总是在Global Options(全局选项)对话框中使用 User Data Directory(用户数据目录)设置。 3mni>*q7d  
●        视图和数据数组-     数据数组的视图性能已经得到了改善。 Hr4}3.8  
-     对于一维数据数组：如有必要可通过参数运行自动设置递减坐标。另外，用户可以通过菜单，右键菜单和属性浏览器设置递减状态。-     现在光栅的转移点的分解预览可以显示所有层和转移点。而且它的性能已经得到了改善，可以通过鼠标滚轮进行缩放。 A(N4N  
●        操作-     模块中，引用的DLLs可以指定为相对路径值。 lys#G:H]  
-     在结构设计中，现在可以使用折射率大于基质的周围介质。 GH xp7H  
●        教程和应用案例更新 \C1nZk?3  
-     案例380.01：SLM-DMD的仿真（新）。参考VirtualLab的帮助，这个应用案例演示了如何模拟空间光调制器（SLM），即数字微透镜器件。-     已经更新了若干应用案例。

VirtualLab 工具箱 ]+$?u&0?w  
Light Trans 产品系列包括基本工具箱，衍射光学工具箱，激光光束成形工具箱，激光谐振腔工具箱和光栅工具箱。 Light Trans产品系列的工具箱都是以 VirtualLab 为平台。Light Trans 还为 VirtualLab 64位平台提供了工具箱，它可以通过多核技术和无限制 RAM 通道来增加运算速度。 ;UP$yM;  
[fIg{Q  

统一化的光学建模： V2G6Kw9gt  
• 电磁场核心理论 @ry_nKr9  
• Light Path 流程图表示方法 z$xo$R(  
• 光源、元件、探测器 PiYxk+N  
• 建模技术的应用天堂 ofv)SCjd  
6MkP |vr6  
建模技术组成： yvYad  
• 几何光学 Tu7QCr5*  
• 平面波光谱法 }>X~  
• Fresnel 远场积分 ?I@
W:#>o  
• Fourier 模式方法 r0gJpttDl  
• 光束传播方法 ?3xzd P  
• ABCD 矩阵建模 N8FF3}> g  
VU d\QR-  
统一化的光学建模平台

光源 iW /}#  
光源可以用单个或一组谐波场来表示。在 VirtualLab中，基本光源模型可以产生单一谐波场或基于自定义多波长的谐波场。平面光源模型可用来模拟空间部分相干光。每个谐波场设置结构都使用基本模式。高斯模型和用户自定义的横向偏移高斯模型适用于发光二极管准分子激光器和垂直腔面发射激光器； Hermite 和 Laguerre 高斯模型被用于多模激光器；对于平面光源来说可以定义任意功率谱的平面光源

VirtualLab 5.2.0 'CkIz"Wd  
发布时间：2012年3月 $'hEz/  
• 性能 vOpKNp  
–利用傅里叶变换的算法性能得到了提高。Virtuallab标准版和高级版内部利用英特尔MKL算法实现快速傅里叶变换。这种性能的提高依赖于使用的处理器，问题的复杂程度以及精度（双精度或浮点数）。由于设计问题利用的是IFTA优化算法（例如散射体），高级版缩短时间至原来的25%，标准版为35%，而Virtuallab可节约时间达35%。 J6FV]Gpv  
–光栅模拟中的近场仿真现在更加迅速。 e;}7G  
• 计算器 DZPPJ2}  
引进了ABCD定律计算器，这就允许模拟高斯光束经过光学系统的传播。 ;x@~A^<el  
• GDS II输出 m-"w0Rl1T  
GDS II数据输出允许开启\关闭对GDS II数据文件的压缩。 ~1vDV>dpE  
• 参数运行 UQ@L V~6{R  
–可利用更多的一些参数，尤其是现在可以评估实际元件z-位置公差。 _t #k,;  
–现在的结果利用数据阵列输出（联合输出）。     1Z~FCJz  
• 视图和数据阵列 ^qD$z=z-  
现在数据阵列的视图支持插值。 wT8DSq  
• 更新教程和应用场景 g~A`N=r;h  
(1)    Snippet SN.020这一片段（用于可编程函数）描述了一个可旋转矩形或椭圆形孔径（新增）。 DX K?Cv71z  
(2)    Scenario 13.01:它展示了如何利用Virtuallab（更新）来模拟间距为0.25的GRIN透镜。 6MMOf\   

VirtualLab 5.1.1 ]a*d#  
概述： G^4hd i3@  
•  发布时间：2012年1月 GM f `A,>  
•  升级服务：2011年第四季度 M{T-iW"  
•  安装：要求VirtualLab™ 5.0（基本安装）或5.0.3，5.1（更新） MJ [m  
VirtualLab™ 5.1.1提供以下新的特性和增强功能。新的更新指南以及应用案例列在最后一部分。 ::{Q1F  
•  光栅模拟 fN^8{w/O  
-    3D光栅中可以使用几何光学传播（Geometrical Optics Propagation） 70tH:Z)"  
-    同其他光源一样，理想平面光波（Ideal Plane Wave）有了一个新参数Weight !/i{
l  
c?[I?ytl  
•  探测器，视图和数据数组 dufu|BL|}  
-    两个用于磁场（Magnetic Field）和波印廷矢量（Poynting Vector）的探测器，现在通过扩展选项也可探测数据数组和视图。 e_ANUll1  
+V046goX W  
•  教程和应用案例更新 *Y7u'v  
-    Tutorial G.001a：正弦光栅的近场和效率分析（新）。这个教程演示了近场的基本研究，及正弦光栅各阶衍射效率分析。 .Una+Z  
-    Module MOD.015：周期重复数据数组（新）。这个模块可以复制1D或2D的周期性等距抽样数组，因此，用户须在X和Y方向指定一个整数复制因子。 s/ qYa])  
-    Snippet SN.019：六角形透镜阵列（新），定义了一个在六角形栅格上的透镜阵列，每个透镜都是圆锥形接口。 =BAW[%1b  

VirtualLab 5.1.0 &zeyE;/Hj  
概述： *>'V1b4}  
•    发布时间：2011年12月 ?u=Fj_N_  
•    VirtualLab 5.1提供以下新特性和新功能，在最后一部分列出了更新的教程和应用案例。 /saIs%(fU  
•    光栅的模拟和优化 '+!1Y o'G  
-    添加了用于定义光栅元件旋转的新模型，包括：球面角（Spherical Angles），方位角（Direction Angles），笛卡尔角（Cartesian Angles），欧拉角（Euler Angles）和轴向旋转序列（Sequence of Axis Rotation）。 J1RJ*mo7,  
-    改进了对光栅工具箱（Grating Toolbox）中TE和TM的处理，现在通过Grating Efficiency Analyzer可以观察TE和TM方向的瑞利系数。 QIvVcfM^  
-    在参数优化中可以看到三维光栅效率分析器（Grating Efficiency Analyzer 3D）图形，并可将倏逝波过滤掉了，同时还可将结果数据数组插入参数扫描（即二维光栅效率分析器）中。 {19PL8B~}  
-    现在General Grating 2D和General Grating 3D都有两个工具（Swap Stacks，Use First Stack Only），这两个工具简化了堆栈的配置。 )SRefW.v  
-    有更多关于光栅元件分解过渡点（transition point）的信息。 bj0G5dc=  
-    光栅会话编辑器（Grating Session Editors）已由菜单选项取代，可直接在一个光路图中产生结果，并在光栅元件中产生相应的堆栈。另外，原先的特定光栅已被移除。 m6&~HfwN  
-    在光栅分析的光路图中，可在任意时间添加光栅分析器。 ?;+1)>{  
-    FMM的阶数（evanescent orders）默认值增至50，因此，新的光栅光路图模拟速度虽然有所降低，但模拟更精确。 a /l)qB#  
-    内部场光栅分析器（Field Inside Grating Analyzer）和参数运行中的1D场输出，都使用数据数组作为输出格式，并在单个文档中显示所有矢量元件。 i&66Fi1  
}mq6]ZrK  
•    光线追迹 cr?Q[8%t1  
-    在Starter Toolbox的光路图中已介绍了光线追迹模块，这个模块给出系统行为的初始信息，且此模块适用于只有一个探测器的情形，另外，理想元件对光线的影响受限于元件的孔径大小，而忽略其他影响。 L Mbn  
-    光路图中，允许自定义光线追迹模型中光源的光线（tabpage Ray Selection）。 ex9g?*Q  
-    可以在新的3D视图中查看光线追迹结果，也可以看到系统中所有分界面的点图。 Ou!2[oe@M  
|w1Bq  
•    目录和组件 2%@4]  
-    引入了光源目录（Light Sources Catalog）和组件目录（Component Catalog），可用于储存光路元件。 E=CsIK   
-    用于定义元件传播的对话框变化了，现在用类似于矩阵的方式定义所有组件，可以单独定义双界面元件（Double Interface Component）的传播（版本5.0中，这两种传播总是同步进行）。为更加简单易用，现在引入一款工具——同步界面传播参数（Synchronize Interface Propagation Parameters）。 #Z`q+@@]A  
,+vy,<e&  
•    参数扫描 m=A(NKZ  
-    参数扫描（Parameter Run）中的结果表可以显示无单位的物理量值，这简化了外部分析时每个值的extire输出结果（例如：复制到剪贴板）。 m}aB?+i  
kmsb hYM)  
•    光学界面和媒体 Agg<tM{yB  
-    Periodization和Scaling（类似于光学界面）可以定义媒体。 aS{n8P6vW  
-    过渡点列表（Transition Point interface）提供一个工具，可以简化周期（periodization） AJ?r,!)  
-    矩形光栅界面支持定义狭缝宽度或相对宽度。 EZy)A$|  
-    界面（尤其是采样界面）的编辑对话框可以更快地打开，同时改善了其可靠性。
gk[aM~p  
nE&@Q  
•    视图和数据数组 ZaDyg"Tw+  
-    增加了一个观察整体系统光路图的3D视图，它支持不同的显示模式。 w\}ieI8J  
-    改善了光线追迹分析器（Ray Tracing Analyzer）的2D视图：可以显示坐标系轴。 B^Nf #XN(  
-    在视频视图中介绍了一个新的图表，过渡点视图（transition point view），用于一维参数运行输出，及内部场光栅分析器的输出，这个视图基于数据数组的使用和更多选项的支持。 %C'?@,7C  
-    在光路图中可以看到元件的连接线之前为实线，现在为虚线。 E$:*NSXj  
-    为彩色场设置（Chromatic Fields Set）添加了一个新的一维模式视图。这个视图包含在光源目录中。 ]kG"ubHV?h  
-    支持数据数组的输出。 Vb4#,  
^aMg/.
j  
•    处理 lL3khJ:%  
-    开启VirtualLab软件时，会对所有组件进行初始化，这改善了后续使用中对话框的处理。 KL:j
?.0  
-    在Global Options中添加了几个参数，设置默认值： "Hb"F?Yb  
        ﹡ Default Color Lookup Table，用于观察数据数组。 gsvuE  
        ﹡ Default Free Space Propagation Method for Linkage，在新的光路图中使用，Automatic Propagation Operator设置为安装之后的默认值。 V!ZC(  
        ﹡ VirtualLab可选用全球字体（大小和类型），系统自动选择默认的字体，并将其应用于Windows设置，所以现在VirtualLab可更好地应用于不同分辨率的Windows。 nntuLuW  
-    统一VirtualLab中的工具、视图和保存按钮，例如：光路图、元件和界面的对话框。 <fjX[l<Uz  
-    VL可以探测从文件中自动读取的等间距采样数据。 3n1;G8Nf  
-    VirtualLab在线帮助的条目替代了衍射工具箱（Diffractive Optics Toolbox）会话编辑器中的工具提示，这使得阅读更为简单。 `d +Da=L  
-    Fresnel Effects Calculator中的默认材料变化了，现在Fresnel Effects Calculator和Diffraction Angle Calculator都使用熔石英（Fused Silicon）作为基底，以标准大气作为覆盖层，更多Diffraction Angle Calculator默认值改变了。 ,p@y] cr  
-    程序参考文献（Programming Reference）包含数据数组文档。
\oXpi$  
@ ZwvBH  
•    新的教程和应用案例 \H~T>j{N  
-    Tutorial 337.01: 介绍了数据数组导入工具（Data Array Import Wizard）（新），这个教程介绍了数据数组的导入工具，给出了导入工具的概述。 *_{j=sd  
-    Module MOD.012: 网格单元的功率评估（Power evaluation on grid cells）（新），这个模块应用于2D谐波场，谐波场由一个单元阵列覆盖，单元阵列的尺寸由用户自定义，计算整个谐波场所有单元格的功率，其功率值显示在数据数组中。 ;%5N%
0,  
-    Module MOD.010:将光谱谐波场转换为卡迪尔角度的数据数组（Convert Spectral Harmonic Field to DataArray in Cartesian Angles）（新），这个模块将一个给定在时域光谱的谐波场转换为一个卡迪尔角度的数据数组。 P[#e/qnXu|  
-    Module MOD.009:在角度辐射强度中计算远场（Convert Far Field from Angular Radiant Intensity）（新），通过辐射强度测量数据，可以很方便地设置和调整远场光源的角度分布，通过此模块计算光源的”Databased Input”.

Virtuallab软件-微光学与衍射光学培训 A*R^n}sh  
}b"yU#`Q\  
主办单位：讯技光电科技（上海）有限公司 v ~?qz5:K~  
]^n7  
课程讲师：讯技光电资深工程师 C12Fl  
TnOggpQ6X  
课程时间：2012年9月13日（四）-16日（日）AM 9:00-PM 4:00 E`0?  
9:[ 9v  
课程地点：上海（详细地址开课前1周邮件通知） S6M}WR^,  
)?naN  
课程费用：4000元/人 eIEeb,#i  
E *6Cw l  

主办单位：讯技光电科技（上海）有限公司 5iw<>9X*  
SC!RbW@3  
课程讲师：讯技光电资深工程师  c(E{6g?  
$q{!5-e  
摘要： JT7nG.9  
=tn)}Y.<e  
本课程的主要针对以前使用过或者是完全没有使用过VirtualLab™5.2 或以前版本的客户。主要是介绍怎样使用场追迹对光的传播建模，VirtualLab™用户界面和使用光路流程图对光学系统建模。此外，将讲解微光学和激光系统的设计与分析。本课程由三个部分组成： syj0.JD  
o5O#vW2Il&  
1.VirtualLab™光学系统模拟简介 \gGW8Q;  
a=1@*ID  
2.微光和衍射光学系统的仿真和设计

VirtualLab™仿真光学系统介绍（2 天） |4zIfAO  
• 介绍VirtualLab™：菜单和视图 7`Ak)F:V  
• 介绍VirtualLab™仿真光源，光学在光学系统中的传播，光学场分布的评价的模拟原理与概念 rJTa  
o VirtualLab™的电磁波和数值数据 o4,6.1}  
o 光场分布的可视化 D|p9qe5%  
o 场追迹的在处理自由空间和光学界面上的光传播时，采用的是不同的技术。 M `M5'f  
o 使用探测器探测光场分布 1{.|+S Z!  
o 物理模拟和数值模拟的误差 Y%^w:|f^  
• VirtualLab™的文件类型简介 ,HV(l+k {|  
o 光学流程图 vX"*4m>b?+  
o 参数运行文件 n\'4  
o 优化文件 ] vsz, 0  
o 场景编辑 At>DjKx]O  
o VirtualLab™探测和属性对话框 [5b--O  
• 仿真近轴和实际透镜系统 xml7Uarc  
o 像差分析 %E>Aw>]v  
o 从zemax 中导入数据 hH3RP{'=  
o 透镜的适量传播模拟 ]7BvvQ  
o 使用参数运行功能分析焦深  `25yE/  
o 仿真PSF 和MTF N!=v4f  
o 成像系统和空间滤波器的模拟 ]|ag  
o 分析孔径的衍射效应 =v&hWjP  
• 光的偏振 7U"g3a)=  
o 定义一个随机的均匀偏振的相干激光光束 5H9z4-i x?  
o 定义一个在其光束直径内具有不同偏振的激光光束 #A/  
o 在光束直径内的偏振的示意 p38-l'{#  
o 相位延迟板和偏振器的仿真 Eyqa?$R  
• 干涉计算和仿真
%OCb:s  
o 两个或多个光波的干涉的计算
LL|r A:  
o 带有相干光源的干涉仪的模拟 -3*]G^y2  
o 仿真偏振干涉效应 M"Hf :9Rk  
• 部分相干光 ()?(I?I
I  
o 模拟一系列简谐波的时间和空间相干性 1(R}tRR7R  
o 复色光和光的颜色 *OsQ}onv  
• 模拟复色光源 exUFS5d  
• 模拟复色光在光学系统中的传输 [l??A
3G  
• 实际色彩显示 lb3bm)@:  
• 讨论时间相干性对衍射和干涉的影响 RSRS wkC  
• 模拟一个具有有限时间相干性的干涉仪 #gN&lY:CFn  
o 部分空间相干光 ,w4(kcg%iQ  
• 模拟准分子激光光束 T3<4B!UB&  
• 模拟Led
7xlkZF  
• 模拟多模激光光束 xLajso1g69  
• 超短脉冲激光 my1@41 H  
o 模拟由一组简谐波组成的超短脉冲激光 rZ$O?K  
o 超短脉冲激光在光学系统中的传播 I$G['`XX/  
微结构和衍射光学系统的仿真和设计（2 天） qYQl,w  
• 具有自由衍射，反射和混合表面的光学元件 f'RX6$}\1X  
o 介绍怎样定义一个自由表面 ^[`%&uj!g  
o 编程合并的光学表面 h,N?Ab'S  
o 定义衍射透镜和菲涅尔透镜 Ic<2QknmP  
o 仿真混合双焦点透镜 Dx?,=~W9  
o 模拟衍射光学元件 n( yn<  
o 粗糙表面的散射 a58H9w"u)  
o 导入面测量数据 2l'6
.  
o 面数据可以导出为GDSII，bitmap 和ASCII。 vh%B[brUJ  
• 定义传递函数 ,ZNq,$j  
o 模拟振幅和相位调制的光学系统 oZgjQM$YP  
o 定义一个由代码编写的传递函数
H%tdhu\e  
o 定义一个由离散数据构成的传递函数 F/{!tx  
o 用VirtualLab™的操控功能建立一个传播的数据 0[(8  
o 导入一个由ASCII 和bitmap 文件构成的孔径和掩膜（光罩） !;A\.~-!G  
• 严格模拟衍射光栅和阵列元件 $h"\N$iSq  
o 简介光栅和元件阵列（例如透镜阵列）的衍射 PC8Q"O  
o 用FMM 分析周期性结构 ^^$s%{ep"  
o 用stack 的概念自定义2D 和3D 光栅结构 tDcT%D {:  
o 定义周期表面 @S;'@VC  
o 分析表面光栅 JH9J5%sp  
o 分析体积光栅 Btn?N  
o 透镜阵列的严格分析 dZ
@63a>>@  
o 评价光栅的近场，远场和光删内部场。 .L~AL|2_  
o 计算衍射效率 7JH6A'&  
o 光栅的优化 _V6ukd"B~  
• 设计衍射分束和光扩散系统 C,r;VyW6BI  
o 介绍设计衍射分束和光扩散系统的应用与典型设置 k4;7<j$ir  
o 光束扩散分束系统的物理参数的选择 C&%_a~  
o 用Session 编辑器建立一个规则和随意的光束阵列。 bI1N@
=  
o 用Session 编辑器建立一个扩散型的Top Hats、线型和任意的2D 的光模式。 tyFzSrfc  
o 介绍用迭代傅里叶变换算法设计衍射光束分束 0{D'n@veP  
o 计算传递函数的高轮廓 %tGO?JMkd  
o 优化衍射1:5 的光束分束 #;e:A8IQ  
o 为了模式产生而优化扩散器 v
k^xT  
• 部分相干光的均匀化 F$]Pk|,  
o 仿真微透镜阵列的均匀系统 -Q*gW2KmV  
o 分析均匀系统的衍射扩散 b4kgFA  
o 为了部分相干光的均匀化而优化衍射扩散 CA~-rv  
分析和设计激光谐振腔（1 天） lymCH  
• 模拟自定义的相干激光光束 Y:[u1~a  
o 从ASCII 和bitmap 文件中导入光强度和相位的测量数据 ~$^XP.a.  
o 通过编写代码定义光束的分布 L="}ErmK  
o 利用VirtualLab™的操作功能产生一个用户自定义的光束分布 <bWG!ZG  
• 模拟GRIN 元件 ~f98#43  
o 使用几何光学方法和光束传输法仿真光在GRIN 元中的传播 7{*>agQh  
• 仿真一束激光光束通过一个考虑衍射，像差和菲涅尔损失的光学系统， )y$(AJx$  
• 评价激光光束参数 4!?eRY  
• 定义衍射光斑整形系统 ;e*!S}C,  
o 介绍衍射光斑整形系统的应用，典型设置和物理概念 q_58;Bv  
o 选择衍射光斑整形的物理参数
q/,O\,  
o 用迭代傅里叶变换算法设计一个衍射光束整形元件 =7eV/3  
• 激光系统的参数优化 O\r0bUPE  
o 简介参数优化 YOO+R{4(  
o 定义优化额评价函数 26h21Z16q  
o 激光器系统的优化包括衍射，干涉，偏振和像差 hwv/AnX~O  
o 聚焦激光系统的优化 sPIn|d  
o 光纤耦合效率的优化 a:w#s}bL  
• 设计折射光束整形系统 iH@UTE;  
o 用迭代傅里叶变换算法优化折射光束整形元件 =Xr.'(U  
o 使用参数优化方法优化折射光束整形元件 9%9#_?RW  
<LiPEo.R