一月主题课——热门光学软件之初体验网络课程系列大纲

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日程安排：

主题一：激光传输中的衍射与干涉（周一）

课程概要：
激光传输过程中光学系统产生的衍射与干涉现象是物理光学中不可忽略的光学效应。本课程围绕这一主题，结合基础案例（如光源、元件的建模以及使用合适的探测器来进行分析等）介绍VirtualLab Fusion软件的基本入门操作（软件基本功能，系统建模分析过程等），逐步引导无软件使用经验的用户来了解和学习VirtualLab Fusion。协助用户进行高速物理光学建模仿真分析。

课程内容安排：

主题二：衍射光学元件的建模与仿真（周二）

课程概要：

随着加工工艺的优化，衍射元件及其工作原理被大量应用于光束整形器，光束分束器，以及空间光调制器等。VirtualLab Fusion是衍射光束整形设计领域首屈一指的商业软件，广泛用于工业上衍射元件的设计。
亚波长光学结构，例如光栅被广泛地应用到衍射光学元件领域。一些严格的麦克斯韦方程组的解法，例如有限元法，时域有限差分法，傅里叶模态法，积分法被广泛的应用。VirtualLab Fusion 中集成了傅里叶模态法，可以对二维和三维的光栅进行严格的模拟。其模拟界面非常的用户友好。VirtualLab Fusion高速物理光学仿真设计软件采用了场追迹（Field Tracing）的概念，同时包含光线追迹，将两种追迹引擎集成在软件中，丰富了现代光学建模仿真的方式。软件集成了针对各种不同光学元件的特定光场算法，并建立了友好的用户使用界面，用户可便捷地在软件中进行系统建模，并联合不同算法精准快速地仿真光场在复杂光学系统中序列与非序列地传播。
本次课程将围绕VirtualLab Fusion在DOE光束整形和光栅成像应用展开，逐步引导学员来了解和学习VirtualLab Fusion操作。

课程内容安排：

主题三：光机系统杂散光分析（周三上午）
课程概要：

FRED 作为光机一体化的开发平台，可以用在光学设计过程中的每一个环节，包括最初的概念验证，整合光学设计和机械设计，对虚拟原型进行全面分析，对模型参数进行快速公差分析和优化，以及将供应商的目录集成到软件中以供加工和系统调试。
课程内容安排：

主题四：薄膜与微纳结构的透反射性能研究（周三下午）
课程概要：
对于常见的光学元件，我们都要对其表面镀制各种各样的功能薄膜，如增透膜，高反膜，滤光片薄膜，折射率调制Rugate薄膜等。当然，除了光学薄膜，我们也可以使用其他类型的表面调制，来形成同样的能量分配效果，比如说金属纳米线栅来做偏振分光，蛾眼抗反射结构来实现大角度和宽光谱范围内的增透效果，。 课程内容安排

主题五：微纳光学器件的设计与分析（周三下午）

课程概要：

JCMsuite适用于复杂纳米光学系统的仿真和设计软包。未来软件也可与高速物理仿真软件VirtualLab Fusion联合使用，为您提供精准、快速的仿真结果。JCMsuite具有方便的图形用户界面，可以轻松地与您喜欢的脚本环境集成。该软件利用最新技术，可以满足光学、连续力学和热传导的单场以及任意两场耦合的模拟需求。同时软件已完全集成在数据分析工具包中，可通过最新的机器学习技术优化您的光学系统。
本课程重点突出JCMsuite软件的基本应用模块及开发工具。首先，从求解方法、几何构建以及后处理过程出发，介绍JCMsuite软件的基本组成模块以及相关操作方法，以帮助大家在较短的时间快速熟悉软件操作界面。其次，为大家介绍JCMsuite主要应用的领域。最后，重点展示一些软件案例实操以及各个模块如何与实际相结合，从而使大家将理论知识与实际经验结合起来，对微纳器件的制备提出实用的建议，以减少设计时间并降低生产成本。

课程内容安排：

主题六：光通信器件和系统的模拟和分析（周四）

课程概要：

光通信是理论性和实践性都很强的专业，其涉及到了光学，电磁场以及通信等多方面理论基础知识，包含了光纤光缆，传感器，光纤通信/无线通信系统设计等实践应用问题。OptiSystem是光通讯系统和放大器设计软件，利用OptiSystem光通信链路仿真软件，可以有效地评估光通信系统的整体性能。
OptiBPM是基于光束传输算法（BPM-矢量BPM、半矢量BPM以及标量BPM）来模拟光通过任意波导介质（各向同性与各向异性）。通过OptiBPM，科研人员可以同时观察近场分布（包含幅度、相位等），检测辐射以及方向场（Guided Field）。OptiBPM能够提升科研人员在波导器件设计的效率，减小风险并降低整体研发产品成本。
OptiFDTD 是 OptiWave 公司基于有限差分时域算法并使用二阶数值精度和最高级的边界条件——单轴完全匹配层边界条件开发的程序，以用于帮助用户设计，分析和测试具有波动传输、散射、反射、衍射、偏振和非线性现象的现代无源和非线性光子器件。通过OptiFDTD, 能够简化了复杂器件的设计流程以及模拟和分析过程，同时帮助设计者更快地完成设计和器件性能的有效性验证。
本次主题主要与大家分享如何利用OptiWave系列软件进行光通信系统和器件的模拟。

课程内容安排：

主题七：液晶显示面板的IPS模式分析和OLED的外耦合效率优化（周五上午）

课程概要:

液晶显示面板中有针对不同需求的不同显示模式，例如VA模式，TN模式等，IPS模式是将液晶的状态改为平行的,是一种LCD广视角技术。OLED是一种有机发光显示技术，器件很大程度上取决于各种材料的特性和堆栈结构的厚度。
本主题课程涵盖TechWiz LCD 软件和TechWiz OLED软件基础操作、液晶盒创建过程与结果分析。旨在让未接触或刚开始接触软件的技术人员快速知悉软件的各项功能的同时，可以通过相关的实例演示掌握该软件在液晶显示领域的具体应用。

课程内容安排：

主题八：国产软件介绍（周五下午）

课程概要：
OCAD具有鲜明工程化特色的中国光学自动设计，快捷方便操作实用性很强。程序重点在于可以首先进行复杂光学系统的初始布局，进行设计前期的总体方案设计；可以对各类典型光学系统自动进行初始结构设计，直接通过自动链接转入利用国内外著名光学设计程序完成优化设计。最后可以完全贯彻各项国家标准对系统进行数据标准化处理，自动绘制系统图零件图等所有光学图纸。
SeeOD 是一款几何光学辅助设计软件。本产品以光的直线传播、数学几何原理、光线追迹等为基础，对光学系统的几何像差和波动像差进行多角度分析，重点突破光学系统的多变量、多目标的自动优化和公差分析，为各个行业几何光学系统的设计提供仿真技术支撑。
本产品采用 BS（Browser – Server 即浏览器-服务器）架构，软件为 WEB 版，用户无需安装程序直接登录浏览器就可以从网站进行访问操作，支持跨平台操作。

课程内容安排：

主题九：固体激光器谐振腔设计与分析（周五下午）
课程概要：

LASCAD是由德国LASCAD公司开发，软件为用户提供了热学与光学之间复杂的多物理过程交互分析能力，主要用于LD泵浦的固体激光器（DPSSL）相关性能的分析，包括通过有限元方法分析多种泵浦结构下谐振腔内晶体的热透镜效应；利用等效的ABCD矩阵分析含热透镜效应的谐振腔的稳定性；利用BPM算法计算激光器的输出模式以及光束质量；利用速率方程计算激光器的输出功率随泵浦功率的变化曲线；利用DMA模型分析多模竞争和调Q等动态过程。本课程重点突出LASCAD软件的基本应用模块、软件操作及开发工具。利用LASCAD在固体激光器热效应分析方面的全面功能，展示软件FEA算法介绍、谐振腔稳定性分析、BPM分析、DMA分析。
课程内容安排：

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