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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 4LTm&+(5 L8`v 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。 x%EGxs;>^ MfL7|b)
J0!V ( mUg :<.^ 1. 如何查找可编程光源:目录 ?EFRf~7JP h.EI(Ev"GN
qZd*'ki< =z'(FP5!0 2. 如何查找可编程光源:光学系统 c1Ks{%iA ]RT
JWb + 3. 编写代码 GAj%o]}u gzs\C{4D
0+CcNY9 KfiSQ!{ 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 Py; 5z Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 B7f<XBU6> 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 JQ%hh&M\0 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。 kSz+UMC-7: 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) n6oOknCna x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 d0>U-. 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)。 ~[Tcl 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 GB$`b'x@S [D~] 4. 输出 ]d1'5F][H 7p1Y g
?\Z pVL<> Qf~>5(,h 输出是一个复值函数表征最终电场分量U(x, y)的空间分量。 bWo 麦克斯韦方程的一个结论是,在均匀介质中,六个电磁分量中的定义两个就足够了,其余四个可以从方程中得到。不失一般性地,VirtualLab选择Ex和E y两个独立分量。在可编程光源中,它们定义为Ex = J x U(x, y)和Ey = Jy U(x, y)。 Q4cCg7|0 因此,自定义光源的输出是一个电磁场,其空间部分由代码定义,并按照光谱参数选项卡的光谱叠加组成。 6&$.E! z 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。 Ph=NH8
^{}G4BEY 5. 采样 .)tv'V/ x$d[Ovw-
vFk@
_WZx].|A= }k }=e 代码对光源场函数是解析地定义,使编程函数的精度仅受双精度的限制。 C!+D]7\j 用户必须确保足够好的采样以保证其编写的函数能被分辨。 t<v.rb 编辑采样标签以达成该采样目的。 Lp&nO 请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 V;: k- }+!"mJx@ 编程一个高斯光束 %tVU Rj +
+L7*1t 1. 高斯光束 |?88EG@05 当电场分量正交与给定的主传输方向,该电磁场可描述为一个基本的高斯光束。其束腰可由形式的数学表达式为: ?,$:~O*w !P{ /;Q
(9u`(|x C98F?uo%Q 2. 如何查找可编程光源:目录 -PPwX~;! Jq0sZ0j
(u 7Lh>6% O!"K'Bm 3. 如何查找可编程光源:光学系统 d_,My lk toY_1
@}q, ';H7 4. 可编程光源:全局参数 Pl B3"{}0Q ?2"g*Bak
*y4g\#o. lR %#R 一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 ={BC0, 在此处,添加和编辑两个全局参数: I7U/={[J - double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 w%\
n XJ - double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 :gsRJy1 lj]M 1zEz& 5. 可编程光源:代码段帮助 +<\LY(o j55_wx@cA xdO3koE: 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。 }5fd:B m; 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 }[eUAGhDU 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 j&
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K 6. 可编程光源:编写代码 gOg7:VPG N_g=,E=U% qXtC7uNj$
9Buss+K?/h jsAx;Z:QT 7. 可编程光源:调整采样和窗口 uRy}HLZ" f hK<P_}
,9y6:W%5 ZW;Ec+n_K 8. 可编程光源:使用你的代码段 {e&fB | |