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2020-08-28 10:25 |
如何在VirtualLab Fusion中使用可编程光源及示例(高斯光束)
摘要 R\XKMF3mN3 Q5%#^ZdsTd 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。 *>VVt8*Et lV.F,3
%Th>C2\ 9b?SHzAa 1. 如何查找可编程光源:目录 %lg=YGLQB O@?kT;B
hDV20&hq z5W@`=D 2. 如何查找可编程光源:光学系统 #GJ
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v\`9;QV5 3. 编写代码 ;Jd3u
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:ujCr. *m2=/Sh 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 3pmWDG6L Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 w,R[C\#J 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 kh%{C]".1 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。 ?YeWH
WM 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) D~o$GW% x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 &i!vd/*WlD 主函数中代码的返回值必须是一个关于每个x和y点的复合值。所有这些值组成了函数U(x, y)。 kD[ r.Dma 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 sl2@umR7%( aTf`BG{kw 4. 输出 :8A!HI}m{ 7<H
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z"*/mP2 G<M:Ak+~ 输出是一个复值函数表征最终电场分量U(x, y)的空间分量。 t'm;:J1 麦克斯韦方程的一个结论是,在均匀介质中,六个电磁分量中的定义两个就足够了,其余四个可以从方程中得到。不失一般性地,VirtualLab选择Ex和E y两个独立分量。在可编程光源中,它们定义为Ex = J x U(x, y)和Ey = Jy U(x, y)。 b,KcBQ. 因此,自定义光源的输出是一个电磁场,其空间部分由代码定义,并按照光谱参数选项卡的光谱叠加组成。 qYhs|tY) 被定义的场可以用作光学系统中的独立光源,也可以保存在目录中,也可以在更复杂光源中作为基本模式。 N25V] -gQCn>" 5. 采样 4[r/}/iGo b*ef);
w>b-} t xUfbW;;]UU .5!t:FPOv 代码对光源场函数是解析地定义,使编程函数的精度仅受双精度的限制。 t\$U`V) 用户必须确保足够好的采样以保证其编写的函数能被分辨。 JF/,K"J 编辑采样标签以达成该采样目的。
Mkq( T[) 请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 sl*5Y#,|1 pu,?<@0YK 编程一个高斯光束 wW>)(&!F g:0#u;j^7 1. 高斯光束 US 当电场分量正交与给定的主传输方向,该电磁场可描述为一个基本的高斯光束。其束腰可由形式的数学表达式为: KR"M/# oq*N_mP0
_e9:me5d"$ c)0amM 2. 如何查找可编程光源:目录 3Tq\BZ P9T5L<5
!a$ D4(`v )#F]G$51r 3. 如何查找可编程光源:光学系统 Pl-5ncb\ B^%1Rpcn
>&!RWH9*q 4. 可编程光源:全局参数 Lr`1TH, {,OS-g
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wkyq>Rv <W]g2>9o9 一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 =+w*gDr 在此处,添加和编辑两个全局参数: XhsTT2B - double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 n4lutnF - double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 . @Ut?G Zf7&._y. 5. 可编程光源:代码段帮助 <)*2LBF@] 'Peni1_ Dup;e&9g 可选:您可以使用Snippet Help编写指令、说明以及与代码片段关联的一些元数据。 #P#-xz 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 &Z?ut*%S 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 2BCtJ`S`
ET];%~ ^ OGiV{9U
+\Q?w?DE| 6. 可编程光源:编写代码 G|8%qd XYoIFv?' -CH`>
~ d^<_R y0~Ia:y 7. 可编程光源:调整采样和窗口 #"fJa:IYG7 A[WV'!A,
(Toq^+`c %r)avI 8. 可编程光源:使用你的代码段 #y|V|nd Z`3ufXPNlO
. |*f!w}5 P'MY[&|mM' 9. 测试代码! 6mH/ m& ,@z4I0cTi\
oPc\<$ )rLMIk 10. 文件和技术信息 .lhn;*Yi
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