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    [技术]如何在VirtualLab Fusion中使用可编程光源及示例(高斯光束) [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-01-19
    !qQl@j O  
    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。 lN)C2 2  
    ?=msH=N<l  
    .NC!7+1m  
    9<?M8_  
    1. 如何查找可编程光源:目录 M] %?>G  
    [85spub&}  
    (S5R!lpO  
         }"H,h)T  
    2. 如何查找可编程光源:光学系统 .hb:s,0mP  
    M<Ncb   
    a.\:T,cP>  
    3. 编写代码 wU36sCo  
    < NY^M!  
    !*&V- 4  
       ,8uqdk-D  
     右边的面板显示了可用的独立参数列表。 Lg+Ac5y}`  
     Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 1-uxC^u?|#  
     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 %wg -=;d4  
     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。 NiEUW.0  
     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) s c,Hq\$&  
     x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 iuW[`ou X  
     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)。 Q8tL[>Xt  
     使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 U}[d_f  
    H2\;%K 2  
    4. 输出 558V_y:  
    HWrO"b*tO  
    &{hL&BLr  
    8 >EWKI9  
     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。 {4}yKjW%z  
     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)。 /Iy]DU8  
     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。 8 ^2oWC#U(  
     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。 n)-$e4u2  
    ek\ xx  
    5. 采样 4[r0G+  
    'F3f+YD  
    2;`1h[,-^  
    =:Fc;n>c<K  
    3S@7]Pg  
     代码对光源场函数是解析地定义,使编程函数的精度仅受双精度的限制。 6<SAa#@ey  
     用户必须确保足够好的采样以保证其编写的函数能被分辨。 xh,qNnGGi  
     编辑采样标签以达成该采样目的。 [PM 2\#K  
     请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 }OR@~V{Gj  
    )[6U^j4  
    编程一个高斯光束 IqHV)A  
    ^ogt+6c  
    1. 高斯光束 Gr'  CtO  
        当电场分量正交与给定的主传输方向,该电磁场可描述为一个基本的高斯光束。其束腰可由形式的数学表达式为: zT.7  
    Yui3+}Ms  
    8 +/rlHp  
    6r0krbN  
    2. 如何查找可编程光源:目录 %P/Jq#FE .  
    _ QI\  
    BLdvyVFx  
    = `F(B  
    3. 如何查找可编程光源:光学系统  / }X1W  
    (O?.)jEW(.  
    z&)A,ryW0  
    4. 可编程光源:全局参数 ;(/ZO%h  
    Jb@V}Ul$  
    U^%Q}'UYym  
    ;O6;.5q&  
     一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 gQg"j)  
     在此处,添加和编辑两个全局参数: K~{$oD7!  
    - double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 ~d4 )/y  
    - double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 )gIKH{JYL  
    Ad8n<zt|  
    5. 可编程光源:代码段帮助 =F~S?y  
    S>6 ~lb8G  
     .-c4wm}  
     可选:您可以使用Snippet Help编写指令、说明以及与代码片段关联的一些元数据。 - >-KCd1b  
     此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 Nq[uoaT  
     这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。 mt{nm[D!Xp  
    !8d{q)JZ  
    w^|*m/h|@u  
    ?k&Vy  
    6. 可编程光源:编写代码 cWsNr'MS*  
    8@Q$'TT6}  
    F=e8IUr  
         O!#g<`r{K  
    7. 可编程光源:调整采样和窗口 b\kdKVh&  
    jyUjlYAAv`  
     :D6 ON"6  
    s}9S8@#  
    8. 可编程光源:使用你的代码段 :Zbg9`d*  
    )._;~z!  
    OmpND{w  
    A@[o;H}XP  
    9. 测试代码! 8,4"uuI  
    mb TEp*H  
     
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