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1.現(xiàn)代光學(xué)建模仿真的現(xiàn)狀 w2 CgEJ %
%uQ ^mK 現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)中可能包含有各種類(lèi)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(kuò)束器、整形器、分束器、相位板、光柵以及自由曲面等，同時(shí)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(gè)高效和完善的光學(xué)建模工具，需要將不同類(lèi)型的光學(xué)元件以及光源有效的放在同一個(gè)軟件平臺(tái)上進(jìn)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。 )\t#e `3 圖1.現(xiàn)代光學(xué)建模的要求 WWD\E DnS 2.場(chǎng)追跡光學(xué)建模平臺(tái)——VirtualLab™ _))_mxV{
Q5baY\"9^ 為了解決目前光學(xué)軟件在模擬仿真中的局限性，德國(guó)LightTrans公司開(kāi)發(fā)了場(chǎng)追跡的概念來(lái)完成對(duì)不同類(lèi)型的光學(xué)元件和光源的統(tǒng)一化建模，場(chǎng)追跡方法統(tǒng)一了從幾何光學(xué)到電磁場(chǎng)方法的建模技術(shù)，如應(yīng)用于光場(chǎng)在自由空間傳輸?shù)钠矫娌ㄗV法（SPW）、菲涅爾積分、遠(yuǎn)場(chǎng)積分、幾何場(chǎng)追跡等，應(yīng)用于光場(chǎng)在元件表面?zhèn)鬏數(shù)膬A斜算子、幾何場(chǎng)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(duì)光學(xué)系統(tǒng)的各個(gè)部分進(jìn)行精確的建模，從而獲得高精度的物理結(jié)果。 d!,V"*S 應(yīng)用場(chǎng)追跡概念來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一化光學(xué)建模與仿真的VirtualLabTM軟件包，其包含有五個(gè)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(gè)工具箱不僅可以應(yīng)用于特定的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)五個(gè)工具箱又可協(xié)同工作，以實(shí)現(xiàn)功能的最大化。
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