《VirtualLab快速入门》

序言 TD_Oo-+\  
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光学仿真已经是学术界和产业界普遍采用的产品设计技术，它能缩短原型(prototype)产品上市的时间和花费，可以说是各类光学系统产品研发商品化的促成科技(enabling technology)。更精确地说，光学仿真的核心技术在于以高速计算机计算能力，执行光线追迹(ray tracing)的功能，在产品实际开模制造前，就能预知所研发设计产品的性能，再比较产品需求规格，据以修正原始设计。本书即是教导如何使用德国LightTrans公司的VirtualLab软件，以进行光学仿真设计光学系统或产品。 2:ylv<\$  
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市面上绝大多数的光学仿真软件，都是以计算机执行所谓的“光线追迹(ray tracing)”的算法则，这在符合“几何光学(geometrical optics)”假设的环境条件下，不失为一简单快速的光学设计模式。然而，随着近代光学系统产品的发展，许多的光学组件特质，已经由几何光学的范畴，逐渐进入“波动光学(wave optics)”的微小设计领域，例如太阳能电池表面微结构、LED照明微结构等等；这些设计挑战都接近无法以 “光线追迹(ray tracing)”算法得到精确的仿真结果。而VirtualLab软件结合了“光线追迹”和“场追迹(field tracing)”算法，能在所设计的产品尺度，接近或小于光源波长时候，还能保证仿真结果的精确性，这是VirtualLab相较于其他光学仿真软件所据有的独一无二的功能，此特性正在急遽发展的微结构光学设计领域，有其不可或缺的重要性。  9gZ$
 
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德国在光学设计领域，一向执世界牛耳地位，由德国Jena大学教授Frank Wyrowski所发明的VirtualLabTM光学设计软件，更是世界级的精品软件。VirtualLab软件挟其独特“场追迹(field tracing)”算法，快速地每月软件功能更新的速度，成为唯一涵盖“几何光学”与“波动光学”的统一光学建模平台，此足以让光学设计领域的工程人员奉为圭宝，尤其能在红火发展的新能源、新光源产业，发挥光学设计能力不可或缺的工具。而工具的教导使用，如果能有好的教材相配套，当能发挥其“事半功倍”的效果，这是讯技公司数十年推广仿真软件的深切体认，所以由熟悉VirtualLab操作的资深工程师团队，编译完成此快速入门手册，希望以母语教导的方式，嘉惠更多光学设计工程师们，能更快、更广泛的来学习此一优异的光学设计软件。『利其器』的结果必能『善其事』，能有大量人才投入蓬勃发展的新光源、新能源光学设计领域，『量变生质变』，必然会产生好的设计，产出关键专利，因而增加产业与国家的竞争力。或能在不久的将来，与欧美日先进国家，同跻世界舞台，成为新能源、新光源光学设计的王国，当指日可待。 akQ7K  
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目录 bZV
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序言 1 ? =+WRjF  
Preface 3 B>.qd  
前言 5 T
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第1章  VirtualLabTM概述 7 dgePPhj  
1.1 什么是VirtualLabTM？ 7 ?bu>r=oIO]  
1.2 VirtualLabTM的安装与启动 12 [0
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第2章  VirtualLabTM的理论基础与基本设置 21 {l>hMxij  
2.1 电磁简谐波场 21 8~gLqh8^V  
2.2 传输算子 24 A5w6]:f2  
2.3 光源 27 0ZO2#>gh$  
2.4 光学元件 38 Y nZiTe@  
2.5 探测器 48 u<&m]]*  
第3章  VirtualLabTM的基本操作 64 DlNX 3  
3.1 用户界面结构 64 ;bhT@aB1  
3.2 光学系统的创建方法 67 W@!S%Y9  
第4章 案例锦集 80 GuL<Z1<c  
4.1 基本工具箱 80 #3d(M  
4.1.1 Donut光源研究 80 6LZ;T.0o  
4.1.2 通过ZEMAX优化的双胶合透镜对激光束的聚焦特性分析 91 pD]
OT-8  
4.1.3参数扫描（Parameter Run） 94
-Y;3I00(  
4.1.4飞秒激光脉冲的聚焦特性研究 100 j <RrLn_  
4.1.5 迈克尔逊干涉仪 112 gPc=2  
4.1.6 光的偏振态转换 116 :eLVC7'  
4.2 光栅工具箱 118 &jr3B;g!C  
4.2.1光栅内部场分析 118 `@|$,2[C  
4.2.2刻面倾斜的镀膜光栅分析 120 s"?3]P  
4.2.3 精确分析1:6分束器 127 9~YMyg(Z  
4.3 衍射工具箱 130 >yh2Lri  
4.3.1用于产生矩形漫射分布（平顶）的衍射光学元件的优化 130 b<u3 hln%,  
4.3.2 2D光图标的衍射扩散器的优化 144 WOf 4o  
4.3.4 夫琅禾费衍射 153 C{wEzM:  
4.4 激光谐振腔工具箱 156 BFW&2  
4.4.1谐振腔本征模式分析 156 ItTz.sQ  
4.4.2谐振腔公差分析 159 ;6hOx(>`=  
4.4.3从LASCAD导入含有热透镜的谐振腔分析 162 L4?IHNB  
后记 166 H 7 ^/q7  
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