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2022 新書推薦 $\>GQ~k Uv,_VS( 前言 GH2D5HVN -R
4t 現(xiàn)代光學系統(tǒng)包含了不同類型的光學元件,如折射、衍射、微透鏡陣列、光柵以及全息和自由曲面等;元件尺寸的跨度可能從納米量級到米量級。同時,系統(tǒng)的光源也可能是不同的類型,如連續(xù)光源或脈沖光源、相干或部分相干光源等。有效的光學模擬需要對復雜光學系統(tǒng)中的光源及光學元件精確建模,從而實現(xiàn)各種光學效應的仿真再現(xiàn),如干涉、衍射、相干、偏振以及矢量效應等。 -[?q?w!? YC\~PVG 現(xiàn)代光學建模技術(shù)包含了幾何光學和物理光學兩大領域,幾何光學以費馬原理為基礎,通過折反定律來進行光線追跡,能夠快速實現(xiàn)整個系統(tǒng)地仿真,但忽略了衍射和矢量等波動光學效應;物理光學通常以求解麥克斯韋方程組為主,如使用FDTD或者FEM等通用的全局麥克斯韋仿真求解器對整個系統(tǒng)進行求解,從而獲得完整的電磁場信息,但由于計算量大而無法對整個復雜系統(tǒng)進行仿真。 ye1kI~LO( U@v=q9'W 為了滿足現(xiàn)代光學系統(tǒng)的建模需求,德國耶拿大學Prof. Wyrowski Frank開發(fā)了高速物理光學仿真軟件——VirtualLab Fusion,其集成了從幾何光學到物理光學的各種建模技術(shù),如幾何光學算子、平面波角譜法、瑞麗索墨菲算子、薄元近似和傅里葉模態(tài)法等,既能夠使用第二代場追跡或經(jīng)典場追跡,從物理光學角度進行快速地仿真;也可以使用傳統(tǒng)的光線追跡,對系統(tǒng)進行分析。在VirtualLab中,我們根據(jù)場追跡的概念將系統(tǒng)分解成不同的區(qū)域,并選擇合適的麥克斯韋仿真求解器(建模技術(shù))進行求解,之后通過序列或非序列方式將各個區(qū)域連接起來,從而達到對整個系統(tǒng)中求解麥克斯韋方程組的效果,以獲得完整的電磁場信息。另外,在7.3版本中我們引入了多種傅里葉變換算法,如經(jīng)典的快速傅里葉變換、半解析傅里葉變換以及幾何傅里葉變換以實現(xiàn)不同類型光場在實際域與頻率域間的快速轉(zhuǎn)換,這也進一步提高了模擬的效率。 x0wy3+GZc gio'_X 目前,VirtualLab Fusion的光場追跡概念正在被越來越多的高校、研究所以及企業(yè)所接受,為了滿足越來越多用戶地學習需求,訊技特推出了《VirtualLab Fusion入門與進階實用教程》書籍,書中既包含了建模理論的介紹,又包含了大量逐步講解的實用案例,包羅了光學成像、激光傳輸、光學測量以及光束整形等領域。 n|F$qV_p\ -fu=RR 期望通過此書,能夠幫助用戶快速地學習和掌握VirtualLab Fusion軟件,享受其為光學建模和仿真所帶來的便利與樂趣。 !h&A^sAc 0IoS|P}6a 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。 q:.URl Hk%m`|Z ou6|;*>d 目 錄 GkjTE2I3 <\c5 第一章 VirtualLab Fusion理論基礎 1 qy6zHw 1.1 幾何光學和光線追跡 1
QSf{V(fs 1.2 物理光學和光場追跡 1 u=
(
kii=/ 1.2.1 統(tǒng)一場追跡 3 HgY"nrogt$ 1.2.2 第二代場追跡 6 )|f!}( p 第二章 VirtualLab Fusion安裝與更新 10 DzX5_ kA 2.1 VirtualLab 版本說明及系統(tǒng)配置要求 10 0%.l|~CE& 2.2 VirtualLab安裝與更新 11 DWDL|4
og 2.3 安裝過程中可能遇到的問題 18 s<x2*yVUA 2.4 Windows高級系統(tǒng)設置推薦 22 FCU~*c8Cs 2.5 C2V文件導出和V2C文件導入 23 Px:PoOw\ 第三章 VirtualLab Fusion快速入門 26 \:C@L&3[ 3.1 VLF圖形用戶界面介紹 26 ZiodJ"r 3.2 光源 30 Jla ;^X 3.2.1 基本參數(shù)(Basic Parameters) 31 nb0V~W 3.2.2 光譜參數(shù)(Spectral Parameters) 33 v0`E
lkaN 3.2.3 空間參數(shù)(Spatial Parameters) 35 wYZFW'5p 3.2.4 偏振(Polarization) 37 _O~DJ" 3.2.5 模式選擇(Mode Selection) 38 D 4^2F(YRX 3.2.6 采樣(Sampling) 39 MnUal}MO 3.2.7 光線選擇(Ray Selection) 40 w$UWfL( 3.3 光學元件 41 <T JUKznO 3.3.1 真實光學元件編輯對話框 41 a%DnRkRr 3.3.2 球透鏡(Spherical Lens) 44 Fn4i[|W42 3.3.3 衍射光學元件(Diffractive Optical Element) 45 H
`Fe|6I& 3.3.4 單光學界面(Single Optical Interface) 46 ,o\vumx 3.3.5 光學界面序列(Optical Interface Sequence) 46 O7b
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