| infotek | 2021-09-24 10:24 |
革命性的光學(xué)建模仿真平臺——VirtualLab現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中可能包含有各種類型的光學(xué)元件，如折射透鏡、衍射透鏡、折衍混合透鏡以及漸變折射率透鏡和各種衍射光學(xué)元件，如擴束器、整形器、分束器、相位板、光柵以及自由曲面等，同時還需要使用到各種不同的光源，如相干和部分相干光源，連續(xù)和脈沖光源以及具有各種偏振特性的光源。而一個高效和完善的光學(xué)建模工具，需要將不同類型的光學(xué)元件以及光源有效的放在同一個軟件平臺上進行模擬仿真，并獲得高精度的物理結(jié)果，如光學(xué)系統(tǒng)的衍射、干涉、部分相干、像差以及偏振和矢量效應(yīng)等，如圖1所示。  圖1.現(xiàn)代光學(xué)建模的要求 2.場追跡光學(xué)建模平臺——VirtualLab™ 為了解決目前光學(xué)軟件在模擬仿真中的局限性，德國LightTrans公司開發(fā)了場追跡的概念來完成對不同類型的光學(xué)元件和光源的統(tǒng)一化建模，場追跡方法統(tǒng)一了從幾何光學(xué)到電磁場方法的建模技術(shù)，如應(yīng)用于光場在自由空間傳輸?shù)钠矫娌ㄗV法（SPW）、菲涅爾積分、遠(yuǎn)場積分、幾何場追跡等，應(yīng)用于光場在元件表面?zhèn)鬏數(shù)膬A斜算子、幾何場追跡、薄元逼近（TEA）、分步光束傳輸方法（BPM）、傅里葉模態(tài)法（FMM）、有限元法（FEM）、積分法等，從而保證了對光學(xué)系統(tǒng)的各個部分進行精確的建模，從而獲得高精度的物理結(jié)果。 應(yīng)用場追跡概念來進行統(tǒng)一化光學(xué)建模與仿真的VirtualLabTM軟件包，其包含有五個工具箱，分別為基本工具箱（Starter Toolbox）、衍射光學(xué)工具箱（Diffractive Optical Toolbox）、光柵工具箱（Grating Toolbox）以及激光諧振腔工具箱（Laser Resonator Toolbox）和照明工具箱（Lighting Toolbox），如圖2所示。各個工具箱不僅可以應(yīng)用于特定的應(yīng)用領(lǐng)域，同時五個工具箱又可協(xié)同工作，以實現(xiàn)功能的最大化。  圖2.由左至右：基本工具箱，衍射光學(xué)工具箱，光柵工具箱，激光諧振腔工具箱以及照明工具箱 3.主要功能及應(yīng)用領(lǐng)域 VirtualLabTM的基本工具箱可以模擬各種光學(xué)系統(tǒng)的衍射、干涉、偏振和矢量等效應(yīng)；使用衍射光學(xué)工具箱可以設(shè)計和優(yōu)化各種衍射光學(xué)元件；使用光柵工具箱可以對各種類型的光柵進行嚴(yán)格的分析；使用激光諧振腔工具箱可以進行激光諧振腔的本征模和高階模的計算和分析；使用照明工具箱可以設(shè)計緊湊的光學(xué)系統(tǒng)以對LED光源進行光束整形和均勻化。 | |