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2023-01-19 08:25 |
如何在VirtualLab Fusion中使用可编程光源及示例(高斯光束)
Jyp7+M] 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。 t@iw&>8z O5:[]vIn
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e+?;Dc-SJ\ 1. 如何查找可编程光源:目录 L(C0236r lg{M\
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zhY]! \KKE&3= 2. 如何查找可编程光源:光学系统 IBW-[lr7 t Q.%f:|
Q<yvpT( 3. 编写代码 D4?cnwU "
BU4\QF-
162Dj$ cs[nFfM 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 jY ;Hdb'' Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 =%B}8$.| RefractiveIndex 读取嵌入材料对于指定波长的的复数折射率。嵌入材料可在Basic Parameters标签下定义 Sae*VvT6 Distance 可由配置对话框中读取另一个参数,此次是从Basic Parameters标签:到输入平面的距离。这是一个重要的参数,例如,在点源的情况下,光源场不能在出射点精确定义。 is^5TL%@ Jx和Jy 是琼斯偏振矢量的复值分量。如果我们将代码中定义的函数表示为U(x, y),那么最终从光源平面发出的场分量是Ex = Jx U(x, y)和Ey = Jy U(x, y) k4` %.; x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 /!60oV4p0 主函数中代码的返回值必须是一个关于每个x和y点的复合值。所有这些值组成了函数U(x, y)。 <<-BQ
l~ 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 48{B} j%oU a%QgL&_5 4. 输出 }n
+MVJ;dG //bQD>NBO
Yqv!ZJ6 hW\'EJ 输出是一个复值函数表征最终电场分量U(x, y)的空间分量。 74hRG~ 麦克斯韦方程的一个结论是,在均匀介质中,六个电磁分量中的定义两个就足够了,其余四个可以从方程中得到。不失一般性地,VirtualLab选择Ex和E y两个独立分量。在可编程光源中,它们定义为Ex = J x U(x, y)和Ey = Jy U(x, y)。 }^*`&Lh 因此,自定义光源的输出是一个电磁场,其空间部分由代码定义,并按照光谱参数选项卡的光谱叠加组成。 3~LNz8Z* 被定义的场可以用作光学系统中的独立光源,也可以保存在目录中,也可以在更复杂光源中作为基本模式。 Gsz$H_ '}q/;}ih 5. 采样 )"63g c4bv Jy8
V}JBv$+ko OUN"'p%% 3w/z$bj 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。 q77Iq0VR 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。 j|b$b,rF\ 编辑采样标签以达成该采样目的。 _P%PjFQ)
请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 ;R3o$ZlY kc2
8Q2 编程一个高斯光束 ^__P;Gr` -.-@|*5 1. 高斯光束 Q v},X~^R 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: ~h%H;wC& fr8';Jm
BU|m{YZ$ i6O'UzD@T 2. 如何查找可编程光源:目录 $-(lp0\*
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\\Z?v,XsS X3y28 %R 3. 如何查找可编程光源:光学系统 ler$HA%F] BT
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]puDqu5! 4. 可编程光源:全局参数 8SCXA9} T7 (d
d~T@fa s,M]f,T 一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 u5`b")a 在此处,添加和编辑两个全局参数: -:Q"aeC5 - double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 q^L"@Q5; - double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 tw]
l }t1 q5@QU 5. 可编程光源:代码段帮助 Q{
{= EV;"]lC9 d^"|ESQEU 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。 X& XD2o"rt 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 p.,`3"C1 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 C @P$RVS
V]Uc@7S/ r]S"i$
p#>,{ 6. 可编程光源:编写代码 ?` 2z8uD/ 0bu!(Tpg7
>B.KI}dE w ;:{ 7. 可编程光源:调整采样和窗口 &-Q_%eM^ R,-DP/ (im
v}@Uc-( WqHp23 8. 可编程光源:使用你的代码段 xzf/W+.>. =vL
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LVy (O9g 2TQ<XHA\ 9. 测试代码! LfvRH?<W .la_u8A]
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