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infotek 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$iV;x`  
1. 如何查找可编程光源:目录 ->x+ p"  
nl|}_~4U  
z6 v RTY  
qTnfiYG}  
2. 如何查找可编程光源:光学系统 (yduU  
UDHk@M  
` RUr/|S  
3. 编写代码 Af:4 XSO6  
+.Kmpw4  
^IuHc_  
   b<qv /t)$  
 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) /_?E0 r  
 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+  
c?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。 B5u0 6O  
;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 VzR2  
db:b%1hk:  
Mi9A%ZmP  
7am._K  
2. 如何查找可编程光源:目录 tt,MO)8 VD  
IP$^)t[  
too=+'<N</  
s d>&6 R^  
3. 如何查找可编程光源:光学系统 JJq= {;  
,: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。 xvQJTR k  
 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。
n`? j. s  
<w(UDZ  
"X g@X5BG  
NQ !t`  
6. 可编程光源:编写代码 2[LT!TT  
THWT\3~,  
1`r 4  
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  
cjHo?m'  
IkFrzw p  
h^D? G2O  
QQ:2987619807 W~aVwO'(  
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