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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 6/Pw'4H9$ AP8YY8,
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。 QX]~|?q /kLG/ry8l:
sKvz<7pag #BK3CD(& 1. 如何查找可编程光源:目录 8 )W{C> SGuLL+|W#8
rk$$gXg9/ .D~ZE94@ 2. 如何查找可编程光源:光学系统 X
\1grM iAOm[=W
tocZO 3. 编写代码 hd@ >p. 1m52vQSo3l
Y2)2
tzr] {Gd<+tQg 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 _.ny<r:g 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-7 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 Oc|`<^m 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。 <)vjoRv 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) m3cO{
1I x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 Y0f"}A1 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)。 |)7dh B 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 B-@ ]+W km)5? 4. 输出 a<W[???m/M ?x*Ve2+]
$<y10DfO mr`Lxy9e 输出是一个复值函数表征最终电场分量U(x, y)的空间分量。 3kl<~O|Fs 麦克斯韦方程的一个结论是,在均匀介质中,六个电磁分量中的定义两个就足够了,其余四个可以从方程中得到。不失一般性地,VirtualLab选择Ex和E y两个独立分量。在可编程光源中,它们定义为Ex = J x U(x, y)和Ey = Jy U(x, y)。 w}OJ2^ 因此,自定义光源的输出是一个电磁场,其空间部分由代码定义,并按照光谱参数选项卡的光谱叠加组成。 *5\k1-$ 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。 0nh;0Z ^sWsP` DV 5. 采样 ?\
qfuA9. 9vAY|b^
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DpI7 `eF&|3!IYQ $qoh0$ 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。 VUo7Evc:.P 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。 [_jd 编辑采样标签以达成该采样目的。 #~
:j< =o 请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 tP?pN]Q$, `*A!vO8 编程一个高斯光束 )CYm/dk -FAAP&LG 1. 高斯光束 @Gh?|d7bD 当电场分量正交与给定的主传输方向,该电磁场可描述为一个基本的高斯光束。其束腰可由形式的数学表达式为: @+gr>a1K# Zd~l_V f
/``4!jU ^x! N] 2. 如何查找可编程光源:目录 4oY<O +w(sDH~kd
EXdx$I=X ZQZBap" 3. 如何查找可编程光源:光学系统 }`O_ \m>mE/N
^!={=No] 4. 可编程光源:全局参数 /EN3>25"# |C \%H R
h)W?8XdM [hLSK-K 9 一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 ;"*\R5a 在此处,添加和编辑两个全局参数: MH"{N
"| - double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 AgOw{bJ% - double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 VSK!Pc.G} ;*3OkNxa3 5. 可编程光源:代码段帮助 #~&SkIhBE -,M*j| qjK'sge/ 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。 i\2d1Z 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 @~4Q\^;NX 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 .|[5*-
X+'z@xpj S%h[e[[fST
B74L/h 6. 可编程光源:编写代码 *5SOXrvhu6 J>I.|@W4 QKj-"y[
IZ<d~ [y !`u 7. 可编程光源:调整采样和窗口 RXMzwk {uurM`f}:
+ _=&7 (J c} K 8. 可编程光源:使用你的代码段 xQ4'$rL1d Y9b|lP7!
]Iku(<*Ya rf2+~B{$, 9. 测试代码! E%R^
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.qjVw?E Z9:erKT 10. 文件和技术信息 '6^20rj QJBzv|
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