[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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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。 lN)C2
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?=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[`ouX  
 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}[
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4. 输出 558V_y:  
HWrO"b*tO  
&{hL&BLr  
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 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
]DU
8  
 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  
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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  
mbTEp*H