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infotek 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)

+|obU9M  
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。 7\2I>W  
b/:wpy+9Z  
e7@ m i  
Zyz#xMmM  
1. 如何查找可编程光源:目录 ==m[t- 9x  
WSH[*jMA  
?QT6q]|d0+  
     >pfeP"[(3  
2. 如何查找可编程光源:光学系统 K9k!P8Rd  
%o%V4K*  
p  lnH  
3. 编写代码 b+|Jw\k  
CZ3oX#b  
nTr%S&<+"  
   ZgxB7zl//  
 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 >[;@ [4}  
 Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 z:#]P0  
 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 )DXt_leLg  
 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。 baII!ks  
 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) r$={_M$  
 x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 /#Aw7F$Ey  
 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)。 JfN5#+_i  
 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 CXuD%H]tx  
[G|.  
4. 输出 uxU-N  
5 qfvHQ ~M  
~o^|>]  
 Ol }5ry  
 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。 k=mQG~  
 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)。 7 <^+)DsS?  
 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。 0#J~@1Gf  
 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。 cRnDAn#42  
FQ<x(&/NF  
5. 采样 C{J5:ak  
hUlRtt  
gS +X%  
pKc!sd C  
G7 UUx+X  
 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。 03fOm  
 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。 fg)*TR  
 编辑采样标签以达成该采样目的。 kzZgNv#G;  
 请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 PK:Lv15"r  
lz0-5z+\  
编程一个高斯光束 Zmyq6.1q~  
z[c8W@OJ  
1. 高斯光束 iP(MDVg  
    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: U7g`R@  
k={D!4kKz  
J -z.  
%1A8m-u]M  
2. 如何查找可编程光源:目录 FSQB{9,H  
.jQx2 O  
F|F0#HC ?  
MeBTc&S<  
3. 如何查找可编程光源:光学系统 $\P/ %eP  
bPOPoq1#  
cj2Smgw&>  
4. 可编程光源:全局参数 Bo "9;F  
?_gvI  
^&YtZjV  
QPf\lN/$4d  
 一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 "^$Ht`p[  
 在此处,添加和编辑两个全局参数: oT{9P?K8  
- double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 SSF:PTeG>  
- double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 H>/,Re  
j-1V,V=  
5. 可编程光源:代码段帮助 1/9*c *w  
jI8`trD  
mx}5":}  
 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。 ^ `yhN  
 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 bDvGFSAH  
 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 SdlO]y9E  
QgU]3`z"  
_|C3\x1c  
Ms6 ;iW9  
6. 可编程光源:编写代码 )isS^O$qH  
HAO-|=c4  
_ooHB>sH  
     VzSkqWF/"  
7. 可编程光源:调整采样和窗口 9mD dX  
t_Eivm-,B  
ti+e U$  
K;"H$0 !9  
8. 可编程光源:使用你的代码段 R WY>`.su  
X]}ai5  
bnfeZR1m_  
85# 3|5n  
9. 测试代码! G%~V b  
c(hC'Cp  
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