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iF*:d 前言 #:%&x@@c3P 6T>mW#E& 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。 MtM%{=&_ iy6On,UL 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(jìn)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(jìn)行仿真。 TvwZW!@jc uzXCIv@ 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(jìn)行快速地仿真;也可以使用傳統(tǒng)的光線追跡,對系統(tǒng)進(jìn)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(jìn)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(dá)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(jìn)一步提高了模擬的效率。 h,QKd>4:CF ?M$.+V{a 目前,VirtualLab Fusion的光場追跡概念正在被越來越多的高校、研究所以及企業(yè)所接受,為了滿足越來越多用戶地學(xué)習(xí)需求,訊技特推出了《VirtualLab Fusion入門與進(jìn)階實用教程》書籍,書中既包含了建模理論的介紹,又包含了大量逐步講解的實用案例,包羅了光學(xué)成像、激光傳輸、光學(xué)測量以及光束整形等領(lǐng)域。 d[[]PX _my"%@n 期望通過此書,能夠幫助用戶快速地學(xué)習(xí)和掌握VirtualLab Fusion軟件,享受其為光學(xué)建模和仿真所帶來的便利與樂趣。 KTK <gV9: ~"dA~[r
L 感謝訊技的工程師們在此書的編撰過程中所付出的努力,由于時間有限,書中難免會有不足之處,還請各位同行及用戶不吝指正。書中自帶光盤中有軟件試用安裝程序及各章的案例,有興趣讀者可依次深入研究,若有任何問題,可隨時與我們聯(lián)系。 D>|H 2 |HU@
> J`^ag' 目 錄 =Xm@YVf&ZD liEPCWl& 第一章 VirtualLab Fusion理論基礎(chǔ) 1 U6=..K!q 1.1 幾何光學(xué)和光線追跡 1 c~6>1w7SZ4 1.2 物理光學(xué)和光場追跡 1 1m+p;T$ 1.2.1 統(tǒng)一場追跡 3 S(QpM.9* 1.2.2 第二代場追跡 6 Yi
.u"sh] 第二章 VirtualLab Fusion安裝與更新 10 YgKZ#?* 2.1 VirtualLab 版本說明及系統(tǒng)配置要求 10 H/,gro 2.2 VirtualLab安裝與更新 11 YTAmgkF\4 2.3 安裝過程中可能遇到的問題 18 L9-h;] x! 2.4 Windows高級系統(tǒng)設(shè)置推薦 22 0,r}o 2.5 C2V文件導(dǎo)出和V2C文件導(dǎo)入 23 V=)_yIS 第三章 VirtualLab Fusion快速入門 26 3WN`y8l 3.1 VLF圖形用戶界面介紹 26 k-Q%.o 3.2 光源 30 z+
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