好書推薦｜VirtualLab Fusion入門與進階實用教程（第二版）
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本文檔介紹了VirtualLabFusion軟件的基礎理論、安裝配置、快速入門及多種應用場景，包括光學成像系統(tǒng)分析、激光系統(tǒng)建模、光學測量、光束整形等。 適合初學者快速上手，并為專業(yè)用戶提供深入的技術細節(jié)。
目 錄
第一章 VirtualLab Fusion理論基礎 1
1.1 幾何光學和光線追跡 1
1.2 物理光學和光場追跡 1
1.2.1 統(tǒng)一場追跡 3
1.2.2 第二代場追跡 6
第二章 VirtualLab Fusion安裝與更新 10
2.1 VirtualLab 版本說明及系統(tǒng)配置要求 10
2.2 VirtualLab安裝與更新 11
2.3 安裝過程中可能遇到的問題 18
2.4 Windows高級系統(tǒng)設置推薦 22
2.5 C2V文件導出和V2C文件導入 23
第三章 VirtualLab Fusion快速入門 26
3.1 VLF圖形用戶界面介紹 26
3.2 光源 30
3.2.1 基本參數（Basic Parameters） 31
3.2.2 光譜參數（Spectral Parameters） 33
3.2.3 空間參數（Spatial Parameters） 35
3.2.4 偏振（Polarization） 37
3.2.5 模式選擇（Mode Selection） 38
3.2.6 采樣（Sampling） 39
3.2.7 光線選擇（Ray Selection） 40
3.3 光學元件 41
3.3.1 真實光學元件編輯對話框 41
3.3.2 球透鏡（Spherical Lens） 44
3.3.3 衍射光學元件（Diffractive Optical Element） 45
3.3.4 單光學界面（Single Optical Interface） 46
3.3.5 光學界面序列（Optical Interface Sequence） 46
3.3.6 其它類型光學元件 48
3.4 探測器 48
3.4.1 探測器通用界面 48
3.4.2 光路圖內的探測器 50
3.4.3 諧波場和諧波場集探測器 52
3.4.4 數值陣列探測器 52
3.5 分析器 53
3.6 計算器 54
3.7 元件的位置和方向 54
3.7.1 光路元件 55
3.7.2 元件位置的定義 55
3.7.3 位置和方向確定規(guī)則 56
3.7.4 方向與位置的坐標系統(tǒng) 56
3.7.5 輸出通道的方向 57
3.7.6 輸出通道的自動方向 57
3.7.7 坐標斷點元件 58
3.7.8 位置和方向設置 58
3.7.9 光路視圖（定位） 60
3.7.10 角度定義 61
3.7.11 基本位置/方向與獨立位置/方向的對比：移動 63
3.7.12 基本位置/方向與獨立位置/方向的對比：傾斜 64
3.8 光路圖（Light Path Diagram） 64
3.8.1 新建光路圖 64
3.8.2 生成光路視圖&光路編輯窗口 65
3.8.3 光路視圖 66
3.8.4 光路編輯器 67
3.9 三種模擬引擎 70
3.9.1 球透鏡聚焦系統(tǒng) 70
3.9.2 三種引擎結果對比 71
3.10 參數運行（Parameter Run） 73
3.10.1 創(chuàng)建參數運行 73
3.10.2 參數指定界面 73
3.10.3 使用模式 74
3.10.4 探測器指定界面 75
3.10.5 結果界面 75
3.10.6 合并輸出 76
3.10.7 并行化和數據量 76
3.11 參數優(yōu)化（Parameter Optimization） 76
3.11.1 創(chuàng)建參數優(yōu)化 77
3.11.2 參數指定界面 77
3.11.3 探測器指定界面 78
3.11.4 參數約束窗口 78
3.11.5 通用設置窗口 78
3.11.6 結果界面 79
3.12 參數優(yōu)化和參數運行的應用 79
第四章 光學成像系統(tǒng) 96
4.1 慧差的模擬 96
4.1.1 慧差概念 96
4.1.2 澤尼克多項式與塞德爾像差 96
4.1.3 慧差的模擬 97
4.2 F/4施密特望遠鏡波動光學分析 100
4.2.1 模擬任務 100
4.2.2 模型構建 100
4.3 雙合消色差透鏡優(yōu)化設計 103
4.3.1 模擬任務 104
4.3.2 模型構建 105
4.4 包含光柵元件的成像分析 109
4.4.1 系統(tǒng)描述 109
4.4.2 模型構建 110
4.5 高級PSF和MTF計算 117
4.5.1 模擬任務 118
4.5.2 模型構建 119
4.6 利用衍射透鏡校正色差 124
4.6.1 模擬任務 124
4.6.2 模型構建 124
4.7 研究鬼像在準直系統(tǒng)中的影響 131
4.7.1 模擬任務 131
4.7.2 模型構建 132
第五章 激光系統(tǒng) 137
5.1 光束傳輸 137
5.1.1 利用物鏡對激光二極管像散光束進行準直的分析 137
5.1.2 非球面透鏡后的聚焦研究 145
5.2 掃描系統(tǒng) 156
5.2.1 對使用非球面透鏡的激光掃描系統(tǒng)進行性能分析 156
5.3 FS脈沖建模 176
5.3.1 使用一個高數值孔徑離軸拋物面反射鏡對飛秒脈沖聚焦 177
5.4 晶體建模 182
5.4.1 激光晶體中壓力誘導的雙折射 183
第六章 光學測量 190
6.1 干涉儀模擬仿真 190
6.1.1 使用相干光的馬赫-澤德干涉儀 190
6.1.2 白光邁克爾遜干涉儀 202
6.1.3 F-P干涉儀 220
6.2 顯微鏡模擬仿真 228
6.2.1 高數值孔徑顯微鏡模擬仿真及研究 228
6.3 單色儀和光譜儀模擬仿真 239
6.3.1 切爾尼-特納單色儀—衍射效率分析 239
6.3.2 切爾尼-特納光譜儀—光譜分辨率及鈉雙譜線分析 250
第七章 光束整形 256
7.1 折射光學 256
7.1.1 設計一個折射光束整形器以生成一個圓形高帽光 256
7.2 衍射光學 266
7.2.1 規(guī)則分束器設計、結構生成及結構導出 266
7.2.2 將高斯光束整形成Donut模式 283
7.3 擴散器 294
7.3.1 設計一個擴散器以生成一個INFOTEK標志 295
7.3.2 設計一個線性擴散器以生成線性聚焦光場 300
7.4 應用單元陣列結構實現光束整形 307
7.4.1 應用棱鏡/光柵/反射鏡單元陣列對白光進行整形 307
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