聚焦棒
關(guān)注創(chuàng)建者：320科技工作室 創(chuàng)建時間：2021-11-14
聚焦棒的實例教程
摘要
本文目的：設(shè)計一個自聚焦棒，觀察其仿真結(jié)果，并對耦合效率進行仿真，得到相應(yīng)的結(jié)果。
首先是新創(chuàng)建一個設(shè)計文件。在本次仿真中做了如下設(shè)置。如圖1所示。
圖1 創(chuàng)建新設(shè)計
在這一步中，設(shè)置光波長為1.55um，外界折射率為1.6。波導(dǎo)寬度為100。接著繪制波導(dǎo)模擬自聚焦棒。
圖2 自聚焦棒模擬圖
界面中的紅色部分即是在軟件中模擬的自聚焦棒，即繪制一段波導(dǎo)來模擬。對于自聚焦棒而言，折射率滿足類拋物線的規(guī)律，即從兩邊向中間逐漸增大。在Beamprop中可以設(shè)置其折射率模式Profile Type為Gaussian。滿足自聚焦棒的折射率變化規(guī)律。設(shè)置方法如下所示。
圖3 波導(dǎo)折射率設(shè)置
右鍵點擊界面中的波導(dǎo)即可出現(xiàn)如圖2的屬性界面。將左起第二項Profile Type在下拉菜單中改為Gaussian。接下來的步驟是設(shè)置監(jiān)控電源，在EDIT PATHWAY中設(shè)置，如圖4所示。
圖4 監(jiān)控電源設(shè)置
接下來就可以進行自聚焦棒的仿真，運行Perform Simulation，選擇不同的演示模式（Display Mode）可以觀測到自聚焦棒在光信息傳播中的狀態(tài)。
圖5 波導(dǎo)折射率狀態(tài)
圖6 光在波導(dǎo)中傳播路徑仿真
圖5仿真是的波導(dǎo)中折射率的分布圖，為高斯函數(shù)的3D模擬圖形。圖3.7顯示的是自聚焦棒中的光線傳播路徑，可以看到光線由平行入射到最后聚于一點，符合自聚焦棒的特性。
在介質(zhì)中另模擬一段折射率均勻的波導(dǎo)，用于跟自聚焦棒進行耦合。波導(dǎo)位置圖形如圖7所示。
圖7 波導(dǎo)間耦合
圖中1為接收波導(dǎo)，2為發(fā)射波導(dǎo)。第一種情況中設(shè)置2為自聚焦透鏡。
當(dāng)透鏡棒長度為L/4時，那么入射光為平行光時，出射光會聚，此時入射到下一級的光能量損失最小，達到耦合最佳狀態(tài)。
展開 定義和分析端泵浦的棒
圖2
2.1. 選擇晶體的類型和泵浦結(jié)構(gòu)
單擊LASCAD 主窗口中的“FEA/Parameter Input & Start of FEA Code”打開標(biāo)題為“Crystal, Pump Beam and Materials Parameters”的窗口，如圖2。注意有六個標(biāo)簽頁來定義不同的參數(shù)組。
在“Models”標(biāo)簽的對話框中列舉了不同的晶體和泵浦結(jié)構(gòu)供選擇。默認的設(shè)置是“(Dual) end pumped cylindrical rod”。這個窗口的底部可以定義棒的尺寸，比如我們輸入棒的長度為6mm 和直徑為2mm，如圖2所示。
2.2. 定義泵浦光的分布
選擇“Pump Light”標(biāo)簽，打開如圖3所示的窗口。
圖3
在對話框中可以選擇超高斯函數(shù)近似泵浦光的分布。超高斯函數(shù)是指光的分布具有高斯分布的數(shù)學(xué)形式，但其指數(shù)比2大。增加超高斯函數(shù)的指數(shù)可以形成平頂分布。關(guān)于這些內(nèi)容的詳細描述請參閱LASCAD手冊中。
在“Incident pump power, W”標(biāo)簽的對話框中可以分別定義晶體左右端面的泵浦功率。對端泵而言，通常泵浦光束聚焦到棒中。在"Spot size at beam waist", "Distance of waist from left end face" 和"Beam divergence"的對話框中可以定義相關(guān)量的大小。
單擊“From the right end”按鈕就可以輸入從右端輸入泵浦光的參數(shù)。
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聚焦棒的最新內(nèi)容
所選測試棒應(yīng)連接到移動臂，測試棒應(yīng)接 觸顯示屏并從頂端的一端到底端的另一端進行對角線劃動(見圖18)。劃動速度可在5 mm/s~50mm/s 選定。
響應(yīng)時間測試
通過測試實際觸摸和報告觸摸之間的響應(yīng)時間表征觸摸傳感器模組的性能。將被測試的觸摸傳感器模組放置在平臺上并連接電氣接口。將所選測試棒連接到移動臂。
SPR可應(yīng)用于納米棒、納米線、納米光子和其他形式的納米技術(shù)。
表面等離子體光子學(xué)的技術(shù)驅(qū)動因素
自首批基于芯片的半導(dǎo)體問世以來，我們這個數(shù)據(jù)驅(qū)動型社會已取得長足發(fā)展，并生產(chǎn)出了越來越小、越來越快的處理器。然而，器件尺寸不斷縮小給其自身帶來了挑戰(zhàn)，同時也使其受到熱問題和處理速度的限制。
光學(xué)互連，憑借其大帶寬（數(shù)據(jù)傳輸容量），提供了一種前景光明的解決方案。
這意味著，傳統(tǒng)意義上“鏡筒+多層鏡片”的光學(xué)結(jié)構(gòu)被徹底消解——光學(xué)系統(tǒng)從“棒狀”變?yōu)椤氨∧ぁ薄．?dāng)超構(gòu)表面將透鏡、相位編碼板乃至分光功能集成于一個平面時，“極簡”才真正從愿景走向物理現(xiàn)實。
液體透鏡則將“極簡”推向了動態(tài)自適應(yīng)的新高度。 它不僅去掉了機械調(diào)焦馬達——傳統(tǒng)光學(xué)中最笨重、最脆弱的環(huán)節(jié)——更根本上改變了系統(tǒng)的運作邏輯。
SPR可應(yīng)用于納米棒、納米線、納米光子和其他形式的納米技術(shù)。
表面等離子體光子學(xué)的技術(shù)驅(qū)動因素
自首批基于芯片的半導(dǎo)體問世以來，我們這個數(shù)據(jù)驅(qū)動型社會已取得長足發(fā)展，并生產(chǎn)出了越來越小、越來越快的處理器。然而，器件尺寸不斷縮小給其自身帶來了挑戰(zhàn)，同時也使其受到熱問題和處理速度的限制。
光學(xué)互連，憑借其大帶寬（數(shù)據(jù)傳輸容量），提供了一種前景光明的解決方案。
2026年3月18至20日，由北京人工智能學(xué)會、北京物聯(lián)網(wǎng)智能技術(shù)應(yīng)用協(xié)會主辦，北京電子商會協(xié)辦的“2026北京國際人工智能與機器人創(chuàng)新博覽會”將接棒登場、盛大啟幕！政策紅利+產(chǎn)業(yè)盛會，形成雙向賦能，帶你共赴一場洞見未來、鏈接商機的科技盛宴。
四大創(chuàng)新街區(qū)
各展所長，構(gòu)筑AI產(chǎn)業(yè)集群新高地
海淀“原點社區(qū)”
海淀區(qū)以創(chuàng)新策源、創(chuàng)業(yè)首選為特色定位，建設(shè)“原點社區(qū)”。
由熱透鏡聚焦的高斯光束
這個用例顯示了當(dāng)輸入功率變化時，熱透鏡的焦距以及聚焦光束直徑的變化[W. Koechner, Appl. Opt. 9, 2548-2553 (1970)] 。這個例子發(fā)表在[H. Zhong, J. Opt. Soc. Am. A 35]。
由熱透鏡聚焦的高斯光束
這個用例顯示了當(dāng)輸入功率變化時，熱透鏡的焦距以及聚焦光束直徑的變化[W. Koechner, Appl. Opt. 9, 2548-2553 (1970)] 。這個例子發(fā)表在[H. Zhong, J. Opt. Soc. Am. A 35]。
圖14
擬合是對沿晶軸的所有由FEA網(wǎng)格程序生成的小單元得到的，也就是說晶體被細分為一系列自聚焦透鏡，每一個透鏡都有各自的拋物線形的折射率分布。最左邊的網(wǎng)格的左端面和晶體的左端面重合，同樣最右邊的網(wǎng)格的右端面也和晶體的右端面重合。這些端面的形變也被考慮了，通過擬合它們的球面象散的半徑曲線來實現(xiàn)。
未來，公司將聚焦有色金屬冶煉場景的永磁直驅(qū)解決方案，深度參與智能礦山建設(shè)，推動設(shè)備節(jié)能、系統(tǒng)降碳，并建立有色行業(yè)驅(qū)動系統(tǒng)的標(biāo)準化與智能運維服務(wù)體系。
9. 湘潭電機成立新公司，聚焦磁懸浮軸承高速電機
2025年4月27日，湘電股份發(fā)布公告稱，其全資子公司長沙湘電電氣技術(shù)有限公司（長研院）與華中科技大學(xué)共同出資1億元成立湖南湘電強磁科技有限公司（強磁科技）。
由熱透鏡聚焦的高斯光束
這個用例顯示了當(dāng)輸入功率變化時，熱透鏡的焦距以及聚焦光束直徑的變化[W. Koechner, Appl. Opt. 9, 2548-2553 (1970)] 。這個例子發(fā)表在[H. Zhong, J. Opt. Soc. Am. A 35]。
