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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 dpE+[O_ a{{([uZ 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。 3c
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\K>6-0r| /njN*rhx&Z 1. 如何查找可编程光源:目录 s^E%Ukm W;o\}irep
6T)D6;@L jF'S"_/? 2. 如何查找可编程光源:光学系统 0lW}l9}'- T}g;kppC
Y pp>7J/ 3. 编写代码 9oN b= . V-)q&cbW]q
f^',J@9@ M~^|dR)D 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 J%%nv5y Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 44cyD _( 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 !,I}2,1%k 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。 |)0kvf? 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) I|08[
mO x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 UoBu0Rx 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)。 i)eub`uMy 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 6Si z9 0;]tC\D1 4. 输出 |>d56 Dd:Qotu
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YP yht_*7.lM 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。 MQLa+I,S4 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)。 qy.Mi{=~: 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。 e)GFJ3sW_ 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。 02b v0 l'mgjv~ 5. 采样 v vOG]2z |wWBV{^
yn`H }@`k bluhiiATd ~6E
`6;` 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。 Z^s&] 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。 sJMT _yt; 编辑采样标签以达成该采样目的。 c:4i&|n 请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 P!1y@R>Ln YY'46 编程一个高斯光束 He~)i)co ^jq QG+`? 1. 高斯光束 qfx= 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: RCgZ GP vm
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/ 9^:*, 0LeR#l:I 2. 如何查找可编程光源:目录 |*K AqTO0 bw&8"k>D?
QS\H[?M$ +VCG/J 3. 如何查找可编程光源:光学系统 OXT 5
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<My4 )3 4. 可编程光源:全局参数 .}=gr+<bf F^fL
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Q 一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 S ( e]@ 在此处,添加和编辑两个全局参数: I!Z=3 $, - double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 Utd`T+AF* - double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 t<h[Lb%{T4 3k3-Ts 5. 可编程光源:代码段帮助 (_1(<Jw __LR!F]=i |Y"nZK, 可选:您可以使用Snippet Help编写指令、说明以及与代码片段关联的一些元数据。 ,6@s N'c 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 qca,a3k 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 ?gYQE&M !
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(r*"}"ZG 6. 可编程光源:编写代码 fj"1TtPq# }ZqnsLu[) qL2!\zt>g
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R_^>? 7. 可编程光源:调整采样和窗口 :Eb=jWA e92,@
.o#A(3&n `_"loPu 8. 可编程光源:使用你的代码段 n?(sn k^@dDLr"
/Z|K9a >BWe"{ ; 9. 测试代码! joA>-k04 MX7Y1
ZyX+V?4 J7pF*2 10. 文件和技术信息 {zIcEN$ ~ 2WUl8?f2Y
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