sq]F;=[5 前言
,z6~?6m 7:~_D7n 現(xiàn)代
光學(xué)系統(tǒng)包含了不同類(lèi)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(lèi)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。
1*7@BP5 )}vl\7= 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(guò)折反定律來(lái)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(wú)法對(duì)整個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行仿真。
1x^GWtRp |uDdHX8T 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(kāi)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(guò)序列或非序列方式將各個(gè)區(qū)域連接起來(lái),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(lèi)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。
@|!z9Y* 4K74=r),i 目前,VirtualLab Fusion的光場(chǎng)追跡概念正在被越來(lái)越多的高校、研究所以及企業(yè)所接受,為了滿足越來(lái)越多用戶地學(xué)習(xí)需求,訊技特推出了《VirtualLab Fusion入門(mén)與進(jìn)階實(shí)用教程》書(shū)籍,書(shū)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。
P2Y^d#jO 6C)_ 期望通過(guò)此書(shū),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(lái)的便利與樂(lè)趣。
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