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2021-05-20 10:46 |
如何在VirtualLab Fusion中使用可编程光源及示例(高斯光束)
摘要 (rkg0 z+yIP ?s}( 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。 Jt@lH eY5mwJ0K
ACdPF_Y] pX?3inQP%( 1. 如何查找可编程光源:目录 a[(OeVQ5 O9(z"c
'in%Gii U5OX.0 2. 如何查找可编程光源:光学系统 '#Au~5 IrqM_OjC
bIAE?D 3. 编写代码 _y_}/ ;*M@LP{*L
D3X4@sM bj`\;_oo 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 7upko9d/ Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 :~vodh 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 '\tI| 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。 V0>X2&.A 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) 6FA+qYSV x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 Qs6Vu)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)。 Og/aTR<;= 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 'z(Y9%+a 3SP";3+ 4. 输出 O -1O@:}c FklR!*oL,)
l<f9$l^U (?7=,A7^ 输出是一个复值函数表征最终电场分量U(x, y)的空间分量。 >.d/@3
' 麦克斯韦方程的一个结论是,在均匀介质中,六个电磁分量中的定义两个就足够了,其余四个可以从方程中得到。不失一般性地,VirtualLab选择Ex和E y两个独立分量。在可编程光源中,它们定义为Ex = J x U(x, y)和Ey = Jy U(x, y)。 t]$n~! 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。 Mw/9DrE7/ 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。 oAQQ OtpZN P1Hab2%+ 5. 采样 c$Kc,`2m7 g<W]NYm
olE(#}7V d Fy$ w= ](w)e
p~;3 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。 rx1u*L 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。 -G~]e6:zD 编辑采样标签以达成该采样目的。 ES~b f 请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 hG?y)g\A 9|1msg4 编程一个高斯光束 yYA*5
7^A .gx^L=O: 1. 高斯光束 e= IdqkJ% 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: }=[p>3Dd gyw=1q+
.SD-6GVD >GGM76vB=, 2. 如何查找可编程光源:目录 j=l2\W#} P%aqY~yF3
.9nqJ7] e*7O!Z=O 3. 如何查找可编程光源:光学系统 ~)U50.CH xE:jcA
d$}
]<;7ZNG"Y5 4. 可编程光源:全局参数 tO M$'0u TEz;:* ,CG
3 7BSJ .l1x~( 一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 E>bkEm 在此处,添加和编辑两个全局参数: l=CAr - double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 F1#{(uW - double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 8z`ZHn3= Nk7y2[ 5. 可编程光源:代码段帮助 u#76w74 ~
WWhCRq u cpU$+ 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。 J!uG/Us 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 s2O()u- 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 zPaubqB
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E8 6. 可编程光源:编写代码 J&A1]T4d TKB8%/_p nwFBuP<LR
/~NX<Ye& wN[lC|1c 7. 可编程光源:调整采样和窗口 `UsJaoR#f )'+[,z ;s
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F ~zIu' 8. 可编程光源:使用你的代码段 pJHdY)Cz $JY\q2
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U/Xi 9. 测试代码! +#Pb@^6"m ~B;}jI]d[
p1UloG\ !n-Sh<8 10. 文件和技术信息
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