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    [產(chǎn)品]VirtualLab Fusion入門與進(jìn)階實(shí)用教程-第二版 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2023-01-30
    4BG6C'`%  
    前言 40pGu  
     (Rvke!"B  
    現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)包含了不同類型的光學(xué)元件，如折射、衍射、微透鏡陣列、光柵以及全息和自由曲面等；元件尺寸的跨度可能從納米量級(jí)到米量級(jí)。同時(shí)，系統(tǒng)的光源也可能是不同的類型，如連續(xù)光源或脈沖光源、相干或部分相干光源等。有效的光學(xué)模擬需要對(duì)復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)中的光源及光學(xué)元件精確建模，從而實(shí)現(xiàn)各種光學(xué)效應(yīng)的仿真再現(xiàn)，如干涉、衍射、相干、偏振以及矢量效應(yīng)等。 [L1pDICoy  
    pmyHto"  
    現(xiàn)代光學(xué)建模技術(shù)包含了幾何光學(xué)和物理光學(xué)兩大領(lǐng)域，幾何光學(xué)以費(fèi)馬原理為基礎(chǔ)，通過折反定律來進(jìn)行光線追跡，能夠快速實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)地仿真，但忽略了衍射和矢量等波動(dòng)光學(xué)效應(yīng)；物理光學(xué)通常以求解麥克斯韋方程組為主，如使用FDTD或者FEM等通用的全局麥克斯韋仿真求解器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行求解，從而獲得完整的電磁場(chǎng)信息，但由于計(jì)算量大而無法對(duì)整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 p6[a"~y  
    dt Q>4C"N  
    為了滿足現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的建模需求，德國(guó)耶拿大學(xué)Prof. Wyrowski Frank開發(fā)了高速物理光學(xué)仿真軟件——VirtualLab Fusion，其集成了從幾何光學(xué)到物理光學(xué)的各種建模技術(shù)，如幾何光學(xué)算子、平面波角譜法、瑞麗索墨菲算子、薄元近似和傅里葉模態(tài)法等，既能夠使用第二代場(chǎng)追跡或經(jīng)典場(chǎng)追跡，從物理光學(xué)角度進(jìn)行快速地仿真；也可以使用傳統(tǒng)的光線追跡，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析。在VirtualLab中，我們根據(jù)場(chǎng)追跡的概念將系統(tǒng)分解成不同的區(qū)域，并選擇合適的麥克斯韋仿真求解器（建模技術(shù)）進(jìn)行求解，之后通過序列或非序列方式將各個(gè)區(qū)域連接起來，從而達(dá)到對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中求解麥克斯韋方程組的效果，以獲得完整的電磁場(chǎng)信息。另外，在7.3版本中我們引入了多種傅里葉變換算法，如經(jīng)典的快速傅里葉變換、半解析傅里葉變換以及幾何傅里葉變換以實(shí)現(xiàn)不同類型光場(chǎng)在實(shí)際域與頻率域間的快速轉(zhuǎn)換，這也進(jìn)一步提高了模擬的效率。 p.q :vI$J  
    Lj"~6l`)  
    目前，VirtualLab Fusion的光場(chǎng)追跡概念正在被越來越多的高校、研究所以及企業(yè)所接受，為了滿足越來越多用戶地學(xué)習(xí)需求，訊技特推出了《VirtualLab Fusion入門與進(jìn)階實(shí)用教程》書籍，書中既包含了建模理論的介紹，又包含了大量逐步講解的實(shí)用案例，包羅了光學(xué)成像、激光傳輸、光學(xué)測(cè)量以及光束整形等領(lǐng)域。 m?-3j65z  
    8uoFV=bj\  
    期望通過此書，能夠幫助用戶快速地學(xué)習(xí)和掌握VirtualLab Fusion軟件，享受其為光學(xué)建模和仿真所帶來的便利與樂趣。 c,KT1me  
     UYH;15s  
    感謝訊技的工程師們?cè)诖藭木幾^程中所付出的努力，由于時(shí)間有限，書中難免會(huì)有不足之處，還請(qǐng)各位同行及用戶不吝指正。書中自帶光盤中有軟件試用安裝程序及各章的案例，有興趣讀者可依次深入研究，若有任何問題，可隨時(shí)與我們聯(lián)系。 cA"',N8!5  
    mt7}1s,i[  
    4-[L^1%S[  
    目 錄 KO(+%>^R  
    9+.0ZP?  
    第一章 VirtualLab Fusion理論基礎(chǔ) 1 chsjY]b  
    1.1 幾何光學(xué)和光線追跡 1 irCS}Dbw  
    1.2 物理光學(xué)和光場(chǎng)追跡 1 v'B++-%  
    1.2.1 統(tǒng)一場(chǎng)追跡 3 Qi|jL*mj&  
    1.2.2 第二代場(chǎng)追跡 6 )W'l^R4W  
    第二章 VirtualLab Fusion安裝與更新 10 1TfK"\  
    2.1 VirtualLab 版本說明及系統(tǒng)配置要求 10 !v|j C  
    2.2 VirtualLab安裝與更新 11 #d%'BUde  
    2.3 安裝過程中可能遇到的問題 18 0U]wEz*b  
    2.4 Windows高級(jí)系統(tǒng)設(shè)置推薦 22 ahkSEE{  
    2.5 C2V文件導(dǎo)出和V2C文件導(dǎo)入 23 .ag4i;hS8  
    第三章 VirtualLab Fusion快速入門 26 693J?Yah[  
    3.1 VLF圖形用戶界面介紹 26 V\@h<%{^%7  
    3.2 光源 30 KzZ! CB\  
    3.2.1 基本參數(shù)（Basic Parameters） 31 6\)61o_1|  
    3.2.2 光譜參數(shù)（Spectral Parameters） 33 $j^Jj  
    3.2.3 空間參數(shù)（Spatial Parameters） 35 &R/)#NAp  
    3.2.4 偏振（Polarization） 37 /hf}f=7kH  
    3.2.5 模式選擇（Mode Selection） 38 vpx8GiV  
    3.2.6 采樣（Sampling） 39 7]Y Le+Ds  
    3.2.7 光線選擇（Ray Selection） 40 m8H|cQ@Uu  
    3.3 光學(xué)元件 41 p~I+ZYWF'  
    3.3.1 真實(shí)光學(xué)元件編輯對(duì)話框 41 m/n_e g  
    3.3.2 球透鏡（Spherical Lens） 44 bp2l%A;  
    3.3.3 衍射光學(xué)元件（Diffractive Optical Element） 45 km'3[}8o&  
    3.3.4 單光學(xué)界面（Single Optical Interface） 46 tfj6#{M5  
    3.3.5 光學(xué)界面序列（Optical Interface Sequence） 46 +Y,>ftN  
    3.3.6 其它類型光學(xué)元件 48 !v^D}P 3Y  
    3.4 探測(cè)器 48 Kxz<f>`b/  
    3.4.1 探測(cè)器通用界面 48 JpE4 o2  
    3.4.2 光路圖內(nèi)的探測(cè)器 50 blph&[`}I  
    3.4.3 諧波場(chǎng)和諧波場(chǎng)集探測(cè)器 52 @HJ&"72$<  
    3.4.4 數(shù)值陣列探測(cè)器 52 ?hvPPEJf  
    3.5 分析器 53 %(Sy XZ  
    3.6 計(jì)算器 54 }6.R.*Imz  
    3.7 元件的位置和方向 54 `?{QCBVj  
    3.7.1 光路元件 55 aM?Xi6 U5  
    3.7.2 元件位置的定義 55 =C 8 t5BZ"  
    3.7.3 位置和方向確定規(guī)則 56 >- ]tOH,0  
    3.7.4 方向與位置的坐標(biāo)系統(tǒng) 56 !7@IWz(, "  
    3.7.5 輸出通道的方向 57 tYiK#N7  
    3.7.6 輸出通道的自動(dòng)方向 57 %TxFdF{A  
    3.7.7 坐標(biāo)斷點(diǎn)元件 58  ^ruS  
    3.7.8 位置和方向設(shè)置 58 Bv \ihUg/  
    3.7.9 光路視圖（定位） 60 }N(-e$88  
    3.7.10 角度定義 61 jNB|98NN  
    3.7.11 基本位置/方向與獨(dú)立位置/方向的對(duì)比：移動(dòng) 63 R_\{a*lV0  
    3.7.12 基本位置/方向與獨(dú)立位置/方向的對(duì)比：傾斜 64 ZO{uG(u  
    3.8 光路圖（Light Path Diagram） 64 vL@N21u  
    3.8.1 新建光路圖 64 KZzOs9 s  
    3.8.2 生成光路視圖&光路編輯窗口 65 jDI O,XuF  
    3.8.3 光路視圖 66 8s pGDg\g  
    3.8.4 光路編輯器 67 !!4_x  
    3.9 三種模擬引擎 70 $n& alcU  
    3.9.1 球透鏡聚焦系統(tǒng) 70 ]p:x,%nm  
    3.9.2 三種引擎結(jié)果對(duì)比 71 wxVf6`  
    3.10 參數(shù)運(yùn)行（Parameter Run） 73 2 ]5dSXD  
    3.10.1 創(chuàng)建參數(shù)運(yùn)行 73 d*Dq=.F(  
    3.10.2 參數(shù)指定界面 73 Zalgg/.  
    3.10.3 使用模式 74 +I#4+0f  
    3.10.4 探測(cè)器指定界面 75 MBRRzq%F  
    3.10.5 結(jié)果界面 75 @26H;  
    3.10.6 合并輸出 76 7g_:Gv~v  
    3.10.7 并行化和數(shù)據(jù)量 76 &Eg>[gAIlp  
    3.11 參數(shù)優(yōu)化（Parameter Optimization） 76 JLm0[1Lzd  
    3.11.1 創(chuàng)建參數(shù)優(yōu)化 77 H7?C>+ay  
    3.11.2 參數(shù)指定界面 77 1.!rq,+>1  
    3.11.3 探測(cè)器指定界面 78 S9}P 5;u  
    3.11.4 參數(shù)約束窗口 78 P!:Y<p{=>  
    3.11.5 通用設(shè)置窗口 78 GM|gm-t<@  
    3.11.6 結(jié)果界面 79 "2(lgxhj  
    3.12 參數(shù)優(yōu)化和參數(shù)運(yùn)行的應(yīng)用 79 RS!~5nk5  
    第四章 光學(xué)成像系統(tǒng) 96 G*uy@s:  
    4.1 慧差的模擬 96 Teu4