单模激光光束强度和相位数据的导入

案例524（1.0）
作者：Hagen Schweitzer（LightTrans VirtualLab UG）
要求：VirtualLab™ 5.0-基本工具箱
证书：CC-BY-SA 3.0

1. 建模任务：
1) 本例演示了单模激光强度和相位数据的导入。
2) 相干激光光束由电场x方向和y方向的振幅和相位分布确定。
3) 光的强度可以通过光束轮廓和偏振滤光器测得，其振幅是近轴光强度的平方根。
4) 相位可以通过如干涉仪这样的仪器进行测量。
5) 可以导入ASCII和bitmap（位图）文件。
6) 通常必须导入四种数据文件。
7) 假如激光是全局偏振的，只需要两种数据文件和琼斯向量。
8) 振幅和相位数据是分开导入的。
9) 导入的数据必须能结合成一个复振幅场。

2. 导入ASCII码数据

1) ASCII文件可以包含一个标题。
2) 在导入数据的时候，必须跳过标题。
3) 在标题下面，ASCII文件必须包含一个2维的表格。
4) 数列必须用字符或者tab键隔开。
5) 行必须使用回车键。

1) 通过文件>导入（File>Import）选项导入强度和相位数据
2) 从ASCII文件中导入强度数据：Sc524_Import_of_Laser_Data_1.txt

导入的强度数据图

1) 导入后需要调整数组大小和取样距离。
2) 选择导入场的数据视图（Data View）。
3) 选择属性浏览器数据（Property Browser Data）页面。
4) 根据需要改变数组尺寸（Array Size）或者取样间距（Sampling Distance）。

1) 从ASCII文件中导入相位数据：Sc524_Import_of_Laser_Data_1.txt
2) 导入后设置数组大小和采样距离。

导入的相位数据图

3. 局部偏振激光的导入
1) 全偏振光：
导入两个文件（强度和相位），并在属性浏览器（Property Browser）中调整琼斯向量（Jones Vector）。
2) 部分偏振光：
- 导入每个场分量的振幅和相位。
- 场分量的振幅和相应相位相乘。
- 在属性浏览器（Property Browser），将每个场分量的琼斯向量（Jones Vector）调整成（1,0）或者（0,1）。
- 通过：Manipulation>Array-Array Operation> Last + Current增加两个场分量。

4. 位图（Bitmap）图像数据的导入

1) 单色（Monochromatic）模式可以导入色阶图片，色阶具有两到三种基色且颜色之间具有一个线性比例。
2) RGB伪色(False Color)模式可以导入RGB图片，并转换成具有三个波长的谐波场集。
3) RGB真色(Real Color)模式与上述的基本相同，但色彩空间的转换有助于避免颜色的失真
4) 接下来主要使用单色（Monochromatic）模式。

1) 位图（bitmap）导入支持 .bmp、.jpg、.png文件。
2) 位图（bitmap）图像包含颜色信息。需要将颜色代码换算成强度/相位值。
3) 转换需要定义色阶（建议使用灰阶）以及强度/相位值对应的开始和末尾色阶颜色的最大和最小值。
4) 通过位图（bitmap）文件导入强度：Sc524_Import_of_Laser_Data_3.bmp

1) 必须完成强度和相位数据的导入。
2) 通过位图（bitmap）文件导入相位值：Sc524_Import_of_Laser_Data_4.bmp。

5. 局部偏振激光光束的导入
1) 位图（bitmap）数据的导入可通过x场分量和y场分量完成。
2) 需将场分量的相关振幅和相位数据进行相乘运算。
3) 增加场分量。

6. 强度和相位数据的导入
1) 根据可用的数据格式，位图（bitmap）数据和ASCII码数据可以结合导入（例如，通过ASCII文件导入强度信息，通过位图（bitmap）文件导入相位信息）。
2) 因为其具有较高的精确度，优先考虑ASCII文件。位图（bitmap）色阶限制在8位，导致其具有数值误差

7. 结论
1) VirtualLabTM可以通过ASCII和位图（bitmap）文件导入强度和相位数据。
2) ASCII和位图（bitmap）文件可以用来存储和导入单模激光的测量数据。
3) 可以导入局域偏振和全局偏振单模激光。

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