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    [推薦]VirtualLab Fusion入門與進階實用教程 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2024-09-19
     # a 'h,  
    前言 M? oK@i  
     .foM>UOY  
    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到米量級。同時，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。 W$0<a@  
    JI}(R4uV  
    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)以費馬原理為基礎(chǔ)，通過折反定律來進行光線追跡，能夠快速實現(xiàn)整個系統(tǒng)地仿真，但忽略了衍射和矢量等波動光學(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整個系統(tǒng)進行求解，從而獲得完整的電磁場信息，但由于計算量大而無法對整個復(fù)雜系統(tǒng)進行仿真。 k|,pj^  
    O edL?4  
    為了滿足現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)的建模需求，德國耶拿大學(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追跡或經(jīng)典場追跡，從物理光學(xué)角度進行快速地仿真；也可以使用傳統(tǒng)的光線追跡，對系統(tǒng)進行分析。在VirtualLab中，我們根據(jù)場追跡的概念將系統(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)）進行求解，之后通過序列或非序列方式將各個區(qū)域連接起來，從而達到對整個系統(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現(xiàn)不同類型光場在實際域與頻率域間的快速轉(zhuǎn)換，這也進一步提高了模擬的效率。 K^k1]!W=  
    QtQku1{  
    目前，VirtualLab Fusion的光場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入門與進階實用教程》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用案例，包羅了光學(xué)成像、激光傳輸、光學(xué)測量以及光束整形等領(lǐng)域。 oQ 5g0(J~  
    {b>tX)Tep  
    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。 a2*WZc`  
     Xz0jjO,  
    感謝訊技的工程師們在此書的編撰過程中所付出的努力，由于時間有限，書中難免會有不足之處，還請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，可隨時與我們聯(lián)系。 U%ce0z  
    W 0Q-&4  
    o*\kg+8  
    目 錄 H>e?FDs0*R  
    I;L $Nf{v  
    [SgP1>M  
    viAvD6e  
    第一章 VirtualLab Fusion理論基礎(chǔ) 1 3KfZI&g  
    1.1 幾何光學(xué)和光線追跡 1 }.7!@!q.  
    1.2 物理光學(xué)和電磁場仿真 2 Va06(Cq  
    1.2.1 統(tǒng)一電磁場仿真 3 Gu<3*@Ng  
    1.2.2 電磁場仿真 6 cU5x8[2  
    第二章 VirtualLab Fusion安裝與更新 10 \0Zm3[  
    2.1 VirtualLab安裝與更新 10 _Q/D%7[pa  
    2.2 VirtualLab 版本說明及系統(tǒng)配置要求 15 @?{n`K7{`  
    2.3安裝過程中可能遇到的問題 16 Ywt_h;:  
    2.4 Windows高級系統(tǒng)設(shè)置推薦 18 |,5b[Y"Dt  
    2.5 C2V文件導(dǎo)出和V2C文件導(dǎo)入 20 q,2]]K7y  
    第三章 VirtualLab Fusion快速入門 24 B N@*CG  
    3.1 VLF圖形用戶界面介紹 24 >\8Bu#&s4  
    3.2 光源 29 =R!=uml(  
    3.2.1 基本參數(shù)（Basic Parameters） 29 "tUXYY  
    3.2.2 光譜參數(shù)（Spectral Parameters） 31 ;'dw`)~jQ  
    3.2.3 空間參數(shù)（Spatial Parameters） 34 R 3 Eh47  
    3.2.4 偏振（Polarization） 36 +GgWd=X.Y  
    3.2.5 模式選擇（Mode Selection） 37 {J%hTjCw  
    3.2.6 采樣（Sampling） 39 (80]xLEBL  
    3.3 光學(xué)元件 40 hyL3fkMJ,  
    3.3.1 真實光學(xué)元件編輯對話框 40 /9|1eSUa  
    3.3.2 球透鏡（Spherical Lens） 44 |t|+pBB  
    3.3.3 衍射光學(xué)元件（Diffractive Optical Element） 46 (zBa2Vmmv  
    3.3.4 曲面（Curved Surface） 47 a |32Pn  
    3.3.5 透鏡系統(tǒng)（Lens system） 47 &6PZX0M  
    3.3.6 其它類型光學(xué)元件 49 Uq~{=hMX  
    3.4 探測器 49 Q0!gTV  
    3.4.1 探測器通用界面 50 4*l ShkL  
    3.4.2 光路圖內(nèi)的探測器 51 xg'z_W  
    3.4.3 諧波場和諧波場集探測器 52 BkJV{>?_+  
    3.4.4 數(shù)值陣列探測器 53 ]}8<h5h)  
    3.5 分析器 54 7s,IT8ii  
    3.6 計算器 54 &m`1lxT  
    3.7 元件的位置和方向 55 <m`HK.|~  
    3.7.1 光路元件 56