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infotek 2021-05-20 10:46

如何在VirtualLab Fusion中使用可编程光源及示例(高斯光束)

摘要 PcU~1m1  
?8GS*I  
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。 #eJ<fU6Da  
324XoMO  
h ! R=t  
7X/t2Vih@  
1. 如何查找可编程光源:目录 m}=E$zPbO  
51#OlvD  
0*rD'?)K+  
6b'.WB]-  
2. 如何查找可编程光源:光学系统 A0k?$ko  
b7Zo~ Z  
{A:uy  
3. 编写代码 NM![WvtjW  
&s(&B>M  
A!x&,<  
   Tsa]SN14  
 右边的面板显示了可用的独立参数列表。 tB,(12@W  
 Wavelength 读取光源配置对话框中Spectral Parameters标签内的单一波长或频谱。 [p`5$\e  
 RefractiveIndex 读取嵌入材料对于指定波长的的复数折射率。嵌入材料可在Basic Parameters标签下定义 T+$H[ &j  
 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。 ~qGW9 4  
 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) e}d(.H%l0  
 x和y 表征二维光源平面。分别是平面上扫描的坐标。 G`>]ng  
 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)。 Q^rR}Ws  
 使用代码片段主体将部分代码分组到子函数中。 Y`bTf@EP>  
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4. 输出 N6}/TbfAR  
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`;;l {8  
P%(9`A  
 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。 o1$u;}^|  
 麦克斯韦方程的一个结论是,在均匀介质中,六个电磁分量中的定义两个就足够了,其余四个可以从方程中得到。不失一般性地,VirtualLab选择Ex和E y两个独立分量。在可编程光源中,它们定义为Ex = J x U(x, y)和Ey = Jy U(x, y)。 &gY) x{  
 因此,自定义光源的输出是一个电磁场,其空间部分由代码定义,并按照光谱参数选项卡的光谱叠加组成。 Rxd4{L )n  
 被定义的场可以用作光学系统中的独立光源,也可以保存在目录中,也可以在更复杂光源中作为基本模式。 F1L[3D^-  
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5. 采样 SXOAa<u5  
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&R_7]f+%)  
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qEST[S V  
 代码对光源场函数是解析地定义,使编程函数的精度仅受双精度的限制。 eNAxVF0  
 用户必须确保足够好的采样以保证其编写的函数能被分辨。 UGhEaKH~R  
 编辑采样标签以达成该采样目的。 gtA34iw  
 请注意:采样可依据所定义的全局参数的实际值定义。 1" cv5U  
&HM-UC|  
编程一个高斯光束 x^ f)I|t  
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1. 高斯光束  XTJD>  
当电场分量正交与给定的主传输方向,该电磁场可描述为一个基本的高斯光束。其束腰可由形式的数学表达式为: "lL+Heq>V  
-Qn7+?P  
%7)=k}4  
+&`W\?.~  
2. 如何查找可编程光源:目录 L9 D`hefz  
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&&X,1/  
3. 如何查找可编程光源:光学系统 !SQcV'  
G:1'}RC :  
%x$U(I}  
4. 可编程光源:全局参数 eyJ07  
EMW6'  
lrT2*$ w3  
cqNK`3:.j  
 一旦打开编辑对话框,可转到全局参数选项卡。 c0@8KW[,  
 在此处,添加和编辑两个全局参数: ~.m<`~u  
- double WaistRadiusX = 1 mm (0mm, 1 m):高斯光束的半径,在x方向束腰。 #dA$k+3  
- double WaistRadiusY = 1 mm (0 mm, 1 m):高斯光束的半径,在y方向的束腰。 HB/V4ki  
~9dpB>+  
5. 可编程光源:代码段帮助 NXY jb(4:  
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senK (kbc  
 可选:您可以使用Snippet Help编写指令、说明以及与代码片段关联的一些元数据。 `a& kD|Yh  
 此选项非常有助于跟踪您可编程元件的进展。 Zh<;r;2  
 这对于其他用户后期处理可编程元件尤其有用。
5yy:JTAH5  
` R6`"hx$  
'-;[8:y.  
86r5!@WN  
6. 可编程光源:编写代码 !Lf<hS^  
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/8cRPB.  
~7P)$[  
?['!0PF  
7. 可编程光源:调整采样和窗口 &_ekA44E  
WlMcEje  
XIHN6aQ{X  
G'ykcB._  
8. 可编程光源:使用你的代码段 :S+K\  
#< im?  
o\IMYT  
&XP(D5lf`B  
9. 测试代码! Y`|+sND  
|\5^ub,m  
 QHEtG2  
J!6FlcsZm  
10. 文件和技术信息 ^:eZpQ [,  
Jg6Lr~!i  
Hcq.Lq;2:  
Ifj&S'():  
kSQ8kU_w+  
QQ:2987619807 wl Oeoi  
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