VirtualLab软件-超越光线追迹的光学模拟课程

VirtualLab软件-超越光线追迹的光学模拟课程

课程时间：2013年10月24日（四）-27日(日) AM 9:00-PM4:00

课程地点：上海市徐汇区文定路219号上海纽宾凯国际酒店2楼清迈厅

课程形式：小班授课，通过理论结合实际方式讲授与学员互动式教学，教材与PPT同步教学。

课程主讲：讯技光电资深工程师

现场客串以及答疑专家：Frank Wyrowski 教授

客串以及答疑专家介绍

Fr. Frank Wyrowski教授是现代光学系统建模和应用开发的先驱。基于几何光学和物理光学仿真方法的组合建模技术是现代光学建模的必然趋势。Fr. Frank Wyrowski教授在光学建模和设计上开创性地引入了场追迹的概念，并与他在耶拿大学和LightTrans公司的团队一起始终致力于场追迹平台的研发, 立志使其成为准确、高效的新一代光学建模与设计工具。LightTrans公司出品的 VirtualLab软件就是一款先进创新的基于场追迹技术的光学建模和设计软件。

1988 年获得德国埃森大学应用物理博士学位，博士论文为Digital Signal Encoding in Optical Information Technology。1992 年，获得埃森大学Dr. habil，发表论文Diffractive Optics on the Base of ScalarDiffraction Theory。后就职于荷兰埃因霍温飞利浦公司，从事激光材料加工，侧重于衍射光学的应用。1994 年，担任柏林光学研究所全息及衍射光学主任。1996 年，任命为德国耶拿大学（Jena）技术物理教授。1999 年，成立LightTrans 公司。Wyrowski 教授发表论文100 余篇，涉及衍射光学、全息学、信息处理、半色调以及光学建模与设计。任Diffractive Optics for Industrial andCommercial Applications 一书主编 (与 J. Turunen合作)。2004 年，被吸纳为国际光学工程学会会员，2003-2005 期间担任该学会理事会理事。时任《Journal of Modern Optics》主编。2013 年，受聘成为中国科学院特聘研究员以及哈尔滨工业大学客座教授。

课程大纲：

1. VirtualLab™软件概要

- VirtualLab软件的最新版本、最新功能、建模方式介绍。

- VirtualLab软件场追迹介绍，重点将对比其他建模方法（如FDTD、FEM）来阐述场追迹的优势。同时使用相关案例演示来进行验证说明。

- VirtualLab菜单、视图、基本库、基本模块（五个工具箱）和优化功能介绍。

2. VirtualLab™光学系统建模简介-光源

- VirtualLab的光源库，包含基本光源、部分相干光源和可编程光源等。

- 光源建模：光源的色彩显示（复色光、单色光）、系列简谐波的时间和空间相干性、准分子激光光束、LED、多模激光光束、超短脉冲激光。

3. VirtualLab™光学系统建模简介-元件

- VirtualLab的元件定义方式：通过面与面的组合来定义光学元件。

- VirtualLab的元件定位方式：偏移和倾斜

- VirtualLab的元件库简介----理想元件。

- VirtualLab的元件库简介----实际元件。

- VirtualLab的元件库简介----可编程元件。

- VirtualLab的面型库介绍----各种球面与非球面、周期和非周期表面、离散与高度棱廓表面、菲涅尔表面等。

- VirtualLab的材料库简介----拥有丰富的材料库，可以直接设置材料的各种属性，包含肖特、豪雅、康宁、成都光学和X射线的材料等，同时支持材料数据导入、自定义（Vd & n-k）和编程材料。

- VirtualLab的膜层库简介----拥有丰富的膜系库（AR、HR），同时软件还提供一个基本的薄膜材料库，提供常见的薄膜材料，支持用户自己设计膜系。另外，膜层库支持Macleod模型数据导入。

- VirtualLab的介质库简介---提供渐变折射率介质、均匀性介质、柱状介质和可编程介质等。

4. VirtualLab™光学系统建模简介-光场质量评测

VirtualLab提供了三种方式来评测光学系统的光场质量：虚拟屏、探测器、分析器。

- VirtualLab光场评测之虚拟屏简介。

- VirtualLab光场评测之探测器简介。

- VirtualLab光场评测之分析器简介。

- 支持自定义和编程的探测器添加。

5. VirtualLab™支持的编程语言与数据导入、导出接口

- VirtualLab支持C#和Matlab语言设计程序导入。

- VirtualLab支持CodeV、ZEMAX、LASCAD设计好的数据模型导入，并可以对其进行二次设计和分析。

- VirtualLab支持Bitmaps、ASCII、PDF类型数据文件导入。

- VirtualLab支持GDSII，bitmap、ASCII、STL和GDSII的数据输出格式。

6. VirtualLab™基本工具箱应用----微光学系统、基础光学系统的建模与分析

- VirtualLab建模的数值分析与取样技术。

- VirtualLab的场追迹和光线追迹比较。

- VirtualLab基本工具箱的建模与分析特点。

- 近轴和实际透镜系统的仿真。

- 相干效应的仿真与分析：时间、空间相干性的分析以及干涉仪的建模与分析。

- 光的偏振效应的建模与分析：光源的全局、局部偏振性和不同的偏振态的定义，偏振性示意图介绍，相位延迟和偏振器的建模与分析。

- 常见光学系统建模与分析：混合双焦点透镜、衍射透镜、菲涅尔透镜、聚焦、同心圆环光斑、粗糙面的散射、双折射等光学系统建模与分析、超短脉冲的在色散元件中的传播、超短脉冲聚焦、超短脉冲整形、离轴反射系统和公差分析。

- 对系统的以下光场质量可以进行评测：光场的相位、振幅、偏振、像差的分析、PSF、MTF。

7. VirtualLab™光栅工具箱应用----2D、3D光栅的建模与分析

- VirtualLab光栅工具箱建模与分析的特点----严格模拟与分析衍射光栅和阵列元件。

- 光栅工具箱的功能和操作介绍，用stack 的概念自定义2D和3D 光栅结构。

- 光栅工具箱的分析与优化功能，可以分析光栅各级次的衍射效率、评价光栅的近场，远场和光栅内部场。

- 光栅工具箱的二维光栅的建模与分析，包括各种表面光栅、体光栅、编程光栅结构。

- 光栅工具箱的三维光栅的建模与分析。

- 光栅表面镀膜设计与分析。

- 光栅工具箱之光栅单元阵列的建模与分析。

- 光栅及光栅系统的优化。

- VirtualLab与利用有限元方法进行光栅模拟的JCMsuit软件的接口，对导出文件进行演示。

8. VirtualLab™衍射工具箱应用----衍射元件设计专家

- 衍射工具箱的主要功能：分束器、整形器、扩散器的设计、分析与优化。

- 介绍衍射分束系统的典型应用与设置。

- 介绍衍射元件设计时主要采用的IFTA优化算法。

- 衍射光束整形器简介：介绍衍射光斑整形系统的应用，典型设置和物理概念。

- 介绍折射光束整形器的优化设置：用迭代傅里叶变换算法优化折射光束整形元件，用参数优化方法优化折射光束整形元件。

- 衍射扩散器简介：介绍衍射扩散器的系统的应用（Top Hats、线型和任意的2D 的光模式设计），典型设置和物理概念。

- 衍射扩散器系统的优化：IFTA算法优化衍射扩散系统。

- LED和准分子激光器的均匀化设计：仿真微透镜阵列的均匀系统、分析均匀系统的衍射扩散和衍射扩散实现部分相干光的均匀化。

- 介绍常用的衍射元件设计案例：优化衍射1:5 的光束分束、相位掩膜板的设计、计算全息、平顶和线性光斑的整形设计。

9. VirtualLab™激光谐振腔工具箱

- VirtualLab激光谐振腔工具箱的主要功能：谐振腔本征值和本征模（包含低阶模、高阶模）分析。

- 分析稳定和非稳定的谐振腔。还可以对激光系统里的参数进行分析和设计：偏振效应，模拟光阑和微结构的衍射效应，公差分析，使用微结构反射镜进行基模整形。

- 模拟GRIN元件。

- 使用微结构反射镜进行基模整形。

- 评价激光光束系统里的光束质量。

- LASCAD激光器设计文件的导入。

- 对有源谐振腔的波长进行设置。

- 采用BPM算法模拟增益介质的饱和效应（包括非线性效应）、非均匀泵浦分布

- 采用激光速率方程模拟激光器的输出功率

10. VirtualLab™的照明工具箱应用

- 照明工具箱的主要功能简介：光栅单元阵列对于光折转的设计与分析、光栅单元阵列设计来设计实现对LED的光整形与均匀化。

- 照明工具箱案例演示，包括对于LED辐射的整形和均匀化、任意光标和光图样、衍射和干涉效应，以及CSV 和GDSII 形式的数据输出。

软件介绍：

VirtualLab™ 是市场上唯一一个统一化的光学建模与分析平台，该平台保证了所有光源模拟和通过光学元件任意传播方式的完全兼容。

报名方式

1.本次课程人数限定20人，报名联络方式如下：

电话：021-64860708（上海）、027-87106806（武汉）

传真：021-64860709（上海）、027-87106806（武汉）

Email：course@infotek.com.cn

2.本次课程仅针对讯技客户，如确认报名，请填写附件报名表格，并以传真（021-64860709、027-87106806）或邮件（course@infotek.com.cn）的形式发至讯技课程小组，非讯技购买客户如需参加，请来电咨询。

3.在客服人员与您确认信息无误后，客户需将课程费用汇款至讯技账户。

户名：讯技光电科技(上海)有限公司；

银行名称：中国工商银行上海市习勤路支行；

银行帐号：1001-2281-0901-6237-775

汇款完成后，请在汇款凭证上注明课程名称、日期与报名人员后传真至021-64860709（上海）或027-87106806（武汉） 或Email至course@infotek.com.cn