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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 &LO<!WKQ z&o"K\y\ 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。 J}qk:xGL tdn[]|=
33_YZOy^j fo$iV;x` 1. 如何查找可编程光源:目录 ->x+ p" nl|}_~4U
z6vRTY qTnfiYG} 2. 如何查找可编程光源:光学系统 (yduU UDHk@M
`RUr/|S 3. 编写代码 Af:4 XSO6 +.Kmpw4
^IuHc_ b<qv
/t)$ 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 u2^oXl Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 BlS0I%SN 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 ^{["]!f# 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。 ,qak_bP 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)
/_?E0r x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 KE+y'j#C3 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)。 LMWcF'l 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 ,8g~,tMr+ [6Uc?Bi 4. 输出 *usfJ- W?!(/`J]
VY$hg |n3PznV 输出是一个复值函数表征最终电场分量U(x, y)的空间分量。 @c{=:kg5 麦克斯韦方程的一个结论是,在均匀介质中,六个电磁分量中的定义两个就足够了,其余四个可以从方程中得到。不失一般性地,VirtualLab选择Ex和E y两个独立分量。在可编程光源中,它们定义为Ex = J x U(x, y)和Ey = Jy U(x, y)。 uAR!JJ 因此,自定义光源的输出是一个电磁场,其空间部分由代码定义,并按照光谱参数选项卡的光谱叠加组成。 n*%<!\gJ 被定义的场可以用作光学系统中的独立光源,也可以保存在目录中,也可以在更复杂光源中作为基本模式。 ^:K"Tv.= B&#TbKp 5. 采样 LbtcZ)D! fR}|CP
L$h.VQv+ A"k6n\!n; A5tY4?| 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。 Deq~" 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。 kssS,Ogf\_ 编辑采样标签以达成该采样目的。 "?V4Tl~uu 请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 B5u06O ;VM/Cxgep 编程一个高斯光束 Y:]~~-f\~ QfB \h[A 1. 高斯光束 ;Yyg(Ex 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: N
VzR 2 db:b%1hk:
Mi9A%ZmP 7am ._K 2. 如何查找可编程光源:目录 tt,MO)8VD IP$^)t[
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d>&6R^ 3. 如何查找可编程光源:光学系统 JJ q= {; ,:G.V
m;lwMrY\7> 4. 可编程光源:全局参数 I)V2cOrXM :#"gQ^YNp
|:`f#H -]R7[5C: 一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 ]|( (&Y
rl 在此处,添加和编辑两个全局参数: AYd7qx:~ - double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 g1JD8~a - double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 BS>|M}G)r QS,IM>Nr 5. 可编程光源:代码段帮助 v&i M/pJU %F9%t `#A&v 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。 RO=[Rr! 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 xvQJTRk 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 n`? j.
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NQ !t ` 6. 可编程光源:编写代码 2[LT!TT THWT\3~, 1`r
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5Az=)q4Q :h=];^/E 7. 可编程光源:调整采样和窗口 l|^p;z:d E< "aUnI
!>Db wo$9$~( 8. 可编程光源:使用你的代码段 :" g^y6i oh-Y
*4Y1((1k m,,-rC 9. 测试代码! ?P,z^ y/h~oGxy
b/5?)!I Mi,yg=V 10. 文件和技术信息 nZ>qM]">u 2aX|E4F
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