非序列線性追跡軟件的案例
非序列配置：如何使用光線追跡和場追跡的仿真設(shè)置
? 能量閾值越小，追跡的路徑越多。
4. 最高級別(非序列光線\光場追跡)
? 最高級別是非序列追跡引擎的停止標準。
? 該參數(shù)直接限制每個非序列路徑檢測到的表面過度/相互作用的數(shù)量。
最高級別：過度/相互作用
對于非順序的傳播VirtualLab跟蹤不同的光路/信道：
? 相鄰圖示說明了在非順序模擬過程中使用的級別編號。
? 隨著每個表面的相互作用，等級會增加。
L＃ ……光傳播的級別
I＃ ……表面相互作用
相關(guān)級別的默認值為100。
? 下面顯示了最高級別的影響示例。
? 就本例而言，入射角為30°的平面波通過標準具的傳播。
? 最高級別越高，追跡的路徑越多。
5. 路徑檢測(非序列光線\光場追跡)
? VirtualLab使用兩步過程追跡非順序場。
? 在第一步中，VirtualLab將搜索存在哪些光路。在第二步中，場沿著已找到的路徑傳播。
? 光路搜索意味著識別哪些光路/光柵區(qū)域存在哪些入射和出射通道。
? 這是通過默認為1的信道分辨率精度完成的。
6. 路徑可視化(非序列光線\光場追跡)
? 在3D視圖中僅顯示入射檢測器的路徑參數(shù)控制所有場的非序列路徑的可視化。
? 對于雜散光可視化，看到?jīng)]有入射指定檢測器的光路可能會很有趣
7. 文件和技術(shù)信息
展開 [VirtualLab] 非序列追跡的通道設(shè)置
? 定義一個理想的光柵，周期2μm，衍射效率為:
T0=10%
T+1=60%
T+2=10%
表面1區(qū)域： 打開-/+
表面2區(qū)域： 打開+/+
[包括T0、T+1、T+2衍射級次]
文檔信息
拓展閱讀
- 平板玻璃的非序列光線追跡分析
- 平面或曲面標準具的建模
- 統(tǒng)一多通道光波導外耦合光柵的優(yōu)化
VirtualLab：非序列追跡的通道設(shè)置
通道定義
每個表面有四個可選的通道，至少應該激活一個通道以進行追跡。
可以為每個表面單獨定義通道。
不同的通道設(shè)置會導致不同的建模方案。
要更改“常規(guī)光學設(shè)置”中元件的通道，請將主菜單中的“Light Path Finder”部分的設(shè)置更改為“手動配置”。
要更改“常規(guī)光學設(shè)置”中元件的通道，請將主菜單中的“Light Path Finder”部分的設(shè)置更改為“手動配置”。
區(qū)域通道
表面的區(qū)域
可以定義表面上的各個區(qū)域，并單獨定義它們的光學特性，包括通道設(shè)置。
區(qū)域定義
在第一個表面上創(chuàng)建一個矩形區(qū)域。
將區(qū)域大小設(shè)置為
2.25 mm×2.25 mm，其中心位置x方向設(shè)置為-3.6 mm。
在第一個表面上創(chuàng)建一個矩形區(qū)域。
將區(qū)域大小設(shè)置為2.25 mm×2.25 mm，其中心位置x方向設(shè)置為-3.6 mm。
將該區(qū)域定義為一個單透射級次T0 = 50 %和一個單反射級次R0 = 50 %的光柵，構(gòu)成半反射鏡。
在這里我們只處理零階衍射，這與通?；谡凵涞耐干浜头瓷湎嗤?。
給出了從背面入射的效率；在這個例子中，T和R分別對應于-/-和-/+通道。
區(qū)域定義
按照與表面相同的規(guī)則設(shè)置該區(qū)域的通道。
區(qū)域定義
可以在一個給定的區(qū)域上定義一個衍射光柵。
區(qū)域定義
可以在一個給定的區(qū)域上定義一個衍射光柵。
我們在第二個表面上添加一個矩形區(qū)域（2.25 mm邊長），中心位置沿x方向-8.2 mm
區(qū)域定義
可以在一個給定的區(qū)域上定義一個衍射光柵。
我們在第二個表面上添加另一個矩形區(qū)域（2.25 mm邊長），中心位置沿x方向-8.2 mm。
展開 非序列追跡的通道設(shè)置
如何調(diào)整表面上的通道和表面上的任何可能的光柵區(qū)域，以及如何用這些設(shè)置來控制仿真。
建模任務
VirtualLab Fusion可以靈活地配置表面和（光柵）區(qū)域的通道。通過調(diào)整通道配置，可以輕松地實現(xiàn)所需的建模方案。我們使用一個具有兩個表面的光波導的案例來演示通道的配置。顯示了由不同的設(shè)置組合產(chǎn)生的光路結(jié)果。此外，我們還在光波導表面上添加了光柵區(qū)域，并演示了這些區(qū)域的通道配置，以及這些區(qū)域的光柵參數(shù)。
初始化
?
使用兩個平面表面創(chuàng)建一個由熔融石英制成的、厚度為5 mm的平面光波導。
表面通道
?
我們在第二個表面上添加一個矩形區(qū)域（2.25 mm邊長），中心位置沿x方向-8.2 mm
?
可以在一個給定的區(qū)域上定義一個衍射光柵。
區(qū)域定義
T+2=10%
T+1=60%
T0=10%
?
定義一個理想的光柵，周期2μm，衍射效率為
展開 
非序列光場追跡
摘要
通過考慮諧波場而非光線，光場追跡法對光線追跡法進行了概括推廣。光場追跡法可以容許位于系統(tǒng)不同子區(qū)域的不同的建模技術(shù)進行無縫連接。基于分解和互聯(lián)的理念，這篇文章介紹了非序列場追跡的基本概念，同時推導出了相應的算子方程組和一個求解公式用于仿真。對問題的求值需要局部麥克斯方程的解（分解）；并且隨著迭代過程的收斂實現(xiàn)解決方案在通過界面處的連續(xù)性（互聯(lián)）。通過使用引入的一種新的光路樹算法，對需要求解的局部問題的數(shù)量進行優(yōu)化。最后，我們展示了一些選擇局部麥克斯韋方程組的案例和數(shù)值結(jié)果。
1.簡介
現(xiàn)代光學系統(tǒng)設(shè)計需要高級模擬技術(shù)。通常，仿真過程中需要在時域或者頻域中求解麥克斯韋方程組。即使這些方程的解決方案已經(jīng)在過去數(shù)十年被廣泛的討論，使用比如有限元法（FEM），但由于以下主要原因，其在光學領(lǐng)域仍然非常具有挑戰(zhàn)性：（1）感興趣的波長一般在1微米以下，有時甚至在100納米之下，（2）一個系統(tǒng)中的長度量級可能在納米和米之間變化。應用波長532納米（綠光）的標準激光系統(tǒng)，使用特征尺寸僅有幾微米的結(jié)構(gòu)界面并且需要在一個系統(tǒng)中與數(shù)厘米或者米的結(jié)構(gòu)一同模擬。這表明物理光學模擬，例如，使用標準的有限元法，如今在標準計算機上并不可行。
另一方面，大部分光學系統(tǒng)可以通過使用近似的方法，實現(xiàn)足夠精確的模擬。尤其是光線追跡方法在光學模擬中得到了廣泛的使用。幾款基于光線追跡方法的商業(yè)工具在二十世紀八十年代隨著個人電腦技術(shù)的新興便已確立。然而，光線追跡方法有一些嚴重的限制，例如，當系統(tǒng)中存在微結(jié)構(gòu)時，其便會失效。
這就是我們引入場追跡的原因[6,12]。場追跡將一個光學系統(tǒng)分解成子域。與光線追跡相比，場追跡是計算通過系統(tǒng)的電磁諧波場。在實際應用中，此方法具有三個基本的優(yōu)勢：（1）場追跡法統(tǒng)一光學建模。
展開 非序列追跡的通道設(shè)置
通道定義
l每個表面有四個可選的通道，至少應該激活一個通道以進行追跡。
l可以為每個表面單獨定義通道。
l不同的通道設(shè)置會導致不同的建模方案。
要更改“常規(guī)光學設(shè)置”中元件的通道，請將主菜單中的“Light Path Finder”部分的設(shè)置更改為“手動配置”。
區(qū)域通道
表面的區(qū)域
可以定義表面上的各個區(qū)域，并單獨定義它們的光學特性，包括通道設(shè)置。
區(qū)域定義
l在第一個表面上創(chuàng)建一個矩形區(qū)域。
l將區(qū)域大小設(shè)置為
l2.25 mm×2.25 mm，其中心位置x方向設(shè)置為-3.6 mm。
l在第一個表面上創(chuàng)建一個矩形區(qū)域。
l將區(qū)域大小設(shè)置為2.25 mm×2.25 mm，其中心位置x方向設(shè)置為-3.6 mm。
l將該區(qū)域定義為一個單透射級次T0 = 50 %和一個單反射級次R0 = 50 %的光柵，構(gòu)成半反射鏡。
l在這里我們只處理零階衍射，這與通?；谡凵涞耐干浜头瓷湎嗤? 給出了從背面入射的效率；在這個例子中，T和R分別對應于-/-和-/+通道。
區(qū)域定義
按照與表面相同的規(guī)則設(shè)置該區(qū)域的通道。
區(qū)域定義
可以在一個給定的區(qū)域上定義一個衍射光柵。
區(qū)域定義
l可以在一個給定的區(qū)域上定義一個衍射光柵。
l我們在第二個表面上添加一個矩形區(qū)域（2.25 mm邊長），中心位置沿x方向-8.2 mm
區(qū)域定義
l可以在一個給定的區(qū)域上定義一個衍射光柵。
l我們在第二個表面上添加另一個矩形區(qū)域（2.25 mm邊長），中心位置沿x方向-8.2 mm。
展開 經(jīng)過玻璃平板的非序列光線追跡
虛擬和混合現(xiàn)實>近眼顯示
任務/系統(tǒng)描述
亮點
非序列光場追跡，具有可控制的輸入/輸出正向及反向通道邏輯
說明：光源
說明：準直透鏡
說明：玻璃平板
說明：通道邏輯
說明：探測器
結(jié)果：3D光線追跡&點列圖
結(jié)果：3D光線追跡&點列圖
結(jié)果：3D光線追跡&點列圖
文件&技術(shù)信息
Offner系統(tǒng)的非序列場追跡分析
VirtualLab中，這種光學系統(tǒng)可以通過非順序擴展的方式更加方便地進行設(shè)置。在該示例中，完成一個Offner系統(tǒng)的建模并對其成像特性進行了研究。通過改變光源的橫向位置，結(jié)果顯示在某些情況下鏡面邊緣可能會將場截止，從而影響檢測器平面的成像質(zhì)量。
1. 建模任務
2. 結(jié)果
3. 文件和技術(shù)信息
VirtualLab Fusion非序列光場追跡
摘要
通過考慮諧波場而非光線，光場追跡法對光線追跡法進行了概括推廣。光場追跡法可以容許位于系統(tǒng)不同子區(qū)域的不同的建模技術(shù)進行無縫連接?；诜纸夂突ヂ?lián)的理念，這篇文章介紹了非序列場追跡的基本概念，同時推導出了相應的算子方程組和一個求解公式用于仿真。對問題的求值需要局部麥克斯方程的解（分解）；并且隨著迭代過程的收斂實現(xiàn)解決方案在通過界面處的連續(xù)性（互聯(lián)）。通過使用引入的一種新的光路樹算法，對需要求解的局部問題的數(shù)量進行優(yōu)化。最后，我們展示了一些選擇局部麥克斯韋方程組的案例和數(shù)值結(jié)果。
1. 簡介
現(xiàn)代光學系統(tǒng)設(shè)計需要高級模擬技術(shù)。通常，仿真過程中需要在時域或者頻域中求解麥克斯韋方程組。即使這些方程的解決方案已經(jīng)在過去數(shù)十年被廣泛的討論，使用比如有限元法（FEM），但由于以下主要原因，其在光學領(lǐng)域仍然非常具有挑戰(zhàn)性：（1）感興趣的波長一般在1微米以下，有時甚至在100納米之下，（2）一個系統(tǒng)中的長度量級可能在納米和米之間變化。應用波長532納米（綠光）的標準激光系統(tǒng)，使用特征尺寸僅有幾微米的結(jié)構(gòu)界面并且需要在一個系統(tǒng)中與數(shù)厘米或者米的結(jié)構(gòu)一同模擬。這表明物理光學模擬，例如，使用標準的有限元法，如今在標準計算機上并不可行。
另一方面，大部分光學系統(tǒng)可以通過使用近似的方法，實現(xiàn)足夠精確的模擬。尤其是光線追跡方法在光學模擬中得到了廣泛的使用。幾款基于光線追跡方法的商業(yè)工具在二十世紀八十年代隨著個人電腦技術(shù)的新興便已確立。然而，光線追跡方法有一些嚴重的限制，例如，當系統(tǒng)中存在微結(jié)構(gòu)時，其便會失效。
這就是我們引入場追跡的原因[6,12]。場追跡將一個光學系統(tǒng)分解成子域。與光線追跡相比，場追跡是計算通過系統(tǒng)的電磁諧波場。在實際應用中，此方法具有三個基本的優(yōu)勢：（1）場追跡法統(tǒng)一光學建模。其概念允許我們在系統(tǒng)的不同子域中應用任何表述矢量諧波場的技術(shù)。
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