ansys激光粒子計算器
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys激光粒子計算器的視頻教程
仿真技術之自動駕駛感知視界-ANSYS傳感器仿真（攝像頭和激光雷達）
ANSYS自動駕駛系列Webinar，結合自動駕駛系統的研發講述ANSYS工具如何助力自動駕駛的開發驗證，本期重點為ANSYS自動駕駛解決方案之傳感器仿真（攝像頭和激光雷達）。
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ansys激光粒子計算器的實例教程
文件：Fiber modes ．fpw
（對應表格操作文件Fiber modes ．fpi）
簡要的說，該程序通過對整體模型求解計算了光纖模式的分布。
該腳本程序需定義折射率分布值。通過數行程序代碼，依次讀取折射率值，插值繪制折射率函數n＿f（r）圖形。
以下為程序運行后，光纖模式特性相關圖形：
圖1為徑向函數圖形，不同顏色曲線對應不同的ι值。圖中，也表明了折射率分布及模式的有效折射率。
圖2為選定模式的強度分布圖樣。
圖3為模式數與波長的關系曲線。在波長為1．96um時僅存在單模形式。
圖4為表明有效折射率與波長有關，折射率增大到包層折射率大小時，對應截止波長。
圖5為纖芯內對應所有模式及波長的功率。
展開 LASCAD3.6是第一個商業化的在三能級激光系統計算激光輸出功率時考慮全三維溫度分布的程序。
因為薄片激光器經?？紤]多模運算，因此在圖8中我們勾選了“Multimode Operation”。為了限制模式結構的半徑，我們也勾選“Account for Apertures”工具箱?？讖酱笮≡凇癙arameters Field ”窗口的“Apertures”中定義，與泵spot的半徑近似相等。
選擇“Plot single point”，點選“Apply &plot”，計算500W吸收泵浦功率的激光輸出功率。
選擇性地，你可以選擇“Plot curve with ……grid points” ，采用預定義的20個網格點。這個計算會耗一定時間。后一個案例中，在定義X方向和Y方向的最小和最大的吸收泵浦功率分別為300W和500W。這個計算*臨界值和斜度效率，如圖8所示。
在“Laser Power Output” 窗口中選擇“Help-GUI”，或者參考LASCAD手冊里的額外信息。
展開 指南3 如何計算Yb:YAG薄片激光器的熱透鏡和激光功率輸出？
目錄
1. 運行LASCAD并定義泵浦光分布 1
2. 用EFA定義邊界條件 3
3. 選項定義控制FEA 4
4. FEA結果顯示 5
5. FEA結果拋物線擬合 6
6. 在模式中插入熱透鏡 7
7. 激光功率輸出計算 8
1．運行LASCAD并定義泵浦光分布運行LASCAD，從路徑C:Program FilesLASCADTutorials中打開tutorial-3.lcd，用“shrink-stretch”工具拉伸模式圖，直到看到黃色的熱透鏡形狀。熱透鏡只有0.12mm，因此需要拉伸其長度。選擇主菜單“FEA-Parameter Input & FEA code”，打開“Crystal ,Pump Beam and Material Parameters ”窗口，該窗口有6個標簽?！癕odels”標簽顯示了LASCAD提供的預定義模式，如圖1所示。在這個教程中，模式Cylindrical rod with top hat 已經被勾選，該模式表示吸收泵浦光強分布在熱透鏡軸方向為近似平頂（也稱為常數）分布。
圖1.定義泵浦棒
選擇’Pump Light’標簽，如圖2所示，該標簽用于定義泵浦功率密度。在這個模式下，我們必須事先知道總的吸收泵浦功率?？偟奈展β蕿?00W。垂直于薄片軸的泵浦功率用超高斯函數定義，如help=>Pump Light-Top Hat Pump Light Distribution in Axis Direction。光斑的大小等于分布半徑。超高斯指數增大到一定程度后，截面分布接近平頂分布。
展開 LASCAD3.6是第一個商業化的在三能級激光系統計算激光輸出功率時考慮全三維溫度分布的程序。
因為薄片激光器經?？紤]多模運算，因此在圖8中我們勾選了“Multimode Operation”。為了限制模式結構的半徑，我們也勾選“Account for Apertures”工具箱。孔徑大小在“Parameters Field ”窗口的“Apertures”中定義，與泵spot的半徑近似相等。
選擇“Plot single point”，點選“Apply &plot”，計算500W吸收泵浦功率的激光輸出功率。
選擇性地，你可以選擇“Plot curve with ……grid points” ，采用預定義的20個網格點。這個計算會耗一定時間。后一個案例中，在定義X方向和Y方向的最小和最大的吸收泵浦功率分別為300W和500W。這個計算*臨界值和斜度效率，如圖8所示。
在“Laser Power Output” 窗口中選擇“Help-GUI”，或者參考LASCAD手冊里的額外信息。
展開 LASCAD3.6是第一個商業化的在三能級激光系統計算激光輸出功率時考慮全三維溫度分布的程序。
因為薄片激光器經?？紤]多模運算，因此在圖8中我們勾選了“Multimode Operation”。為了限制模式結構的半徑，我們也勾選“Account for Apertures”工具箱?？讖酱笮≡凇癙arameters Field ”窗口的“Apertures”中定義，與泵spot的半徑近似相等。
選擇“Plot single point”，點選“Apply &plot”，計算500W吸收泵浦功率的激光輸出功率。
選擇性地，你可以選擇“Plot curve with ……grid points” ，采用預定義的20個網格點。這個計算會耗一定時間。后一個案例中，在定義X方向和Y方向的最小和最大的吸收泵浦功率分別為300W和500W。這個計算*臨界值和斜度效率，如圖8所示。
在“Laser Power Output” 窗口中選擇“Help-GUI”，或者參考LASCAD手冊里的額外信息。
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2. 用EFA定義邊界條件 3
3. 選項定義控制FEA 4
4. FEA結果顯示 5
5. FEA結果拋物線擬合 6
6. 在模式中插入熱透鏡 7
7. 激光功率輸出計算 8
1．運行LASCAD并定義泵浦光分布
指南3 如何計算Yb:YAG薄片激光器的熱透鏡和激光功率輸出？
目錄
1. 運行LASCAD并定義泵浦光分布 1
2. 用EFA定義邊界條件 3
3. 選項定義控制FEA 4
4. FEA結果顯示 5
5. FEA結果拋物線擬合 6
6. 在模式中插入熱透鏡 7
7. 激光功率輸出計算 8
1．運行LASCAD并定義泵浦光分布
1. 啟動LASCAD并定義一個簡單激光腔
?選擇Start/Programs/LASCAD/Lascad啟動LASCAD，
?定義一個工作目錄，
?點擊“OK”，打開LASCAD主窗口，
?點擊最左邊的工具欄上的“New Project”按鈕或者執行菜單項“File”，
?將“Number of Face Elements”增加到4，
?輸入適當的波長并保持其它默認設置不變
目錄
1. 運行LASCAD并定義泵浦光分布1
2. 用EFA定義邊界條件3
3. 選項定義控制FEA4
4. FEA結果顯示5
5. FEA結果拋物線擬合6
6. 在模式中插入熱透鏡7
7. 激光功率輸出計算8
1．運行LASCAD并定義泵浦光分布
運行LASCAD，從路徑C:Program FilesLASCADTutorials中打開tutorial
指南3 如何計算Yb:YAG薄片激光器的熱透鏡和激光功率輸出？
目錄
1. 運行LASCAD并定義泵浦光分布 1
2. 用EFA定義邊界條件 3
3. 選項定義控制FEA 4
4. FEA結果顯示 5
5. FEA結果拋物線擬合 6
6. 在模式中插入熱透鏡 7
7. 激光功率輸出計算 8
1．運行LASCAD并定義泵浦光分布
運行LASCAD，從路徑C
目錄
1. 啟動LASCAD并定義一個簡單激光腔 1
2．定義并分析一個側面泵浦棒 2
2.1 選擇晶體類型和泵浦結構 2
2.2 定義泵浦光分布 3
2.3 定義棒的冷卻 7
2.4 定義材料參數 8
2.5 定義復合材料 9
2.6 定義控制FEA 計算程序的選項 10
2.7 FEA 的可視化結果 12
2.7.1 三維觀察器 12
2.7.2 二維數據圖和拋物線fit 12
2.8
指南3 如何計算Yb:YAG薄片激光器的熱透鏡和激光功率輸出？
目錄
1. 運行LASCAD并定義泵浦光分布 1
2. 用EFA定義邊界條件 3
3. 選項定義控制FEA 4
4. FEA結果顯示 5
5. FEA結果拋物線擬合 6
6. 在模式中插入熱透鏡 7
7. 激光功率輸出計算 8
1．運行LASCAD并定義泵浦光分布運行LASCAD，從路徑C:Program
文件：Fiber modes ．fpw
（對應表格操作文件Fiber modes ．fpi）
簡要的說，該程序通過對整體模型求解計算了光纖模式的分布。
該腳本程序需定義折射率分布值。通過數行程序代碼，依次讀取折射率值，插值繪制折射率函數n＿f（r）圖形。
以下為程序運行后，光纖模式特性相關圖形：
圖1為徑向函數圖形，不同顏色曲線對應不同的ι值。圖中，也表明了折射率分布及模式的有效折射率。
1 VCSEL 原理
VCSEL（Vertical cavity surfaceemitting laser）垂直腔面發射激光器，從垂直于襯底面射出激光的半導體激光器件。根據其有源層的不同，可分為三種結構
所示的激光器采用45°傾斜反射鏡結構，其反射特性完全依賴于內部反射鏡的傾角和平整度，工藝制作困難，且存在光束畸變問題。
采用高階耦合光柵結構，其原理將在后面介紹。
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本次網絡研討會中展示如何使用Ansys Lumerical的INTERCONNECT工具中行波激光模型（TWLM）來仿真Fabry-Perot、DFB、DBR等邊射型激光器以及半導體光放大器 （SOA），還會說明增益、電荷傳輸、光傳播等參數如何使用物理仿真來模擬，并將之導入光路上的緊湊模型來描述整個激光器件。重點介紹Ansys Lumerical仿真激光用的TWLM以及
