非序列光場追跡的案例
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(biāo)準(zhǔn)。
? 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(rèn)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(biāo)準(zhǔn)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(rèn)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 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(wù)/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(zhǔn)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
非序列光場追跡
實際上，這似乎有以下原因：（1）只有單個光源存在，（2）光沿一個路徑傳播通過元件（例如，在顯微鏡中經(jīng)過一系列透鏡），（3）僅僅在表示探測器的一個（或者一些）平面上計算結(jié)果（例如，一個相機）。在[12]中已經(jīng)討論了序列場追跡（其中命名為“對流單鄰近似”），對一個包含初始（光源）到終止（探測器）光路系統(tǒng)，它生成一個非零輸入的。這里，我們將這種方法推廣到一般情況，我們也稱之為非序列場追跡。
舉一個簡單的例子，我們來討論光路樹的結(jié)構(gòu)，這個例子是一個包含了一個光源、兩個平板和一個用于計算光場的探測器的光學(xué)系統(tǒng)。裝置如圖3所示。
圖3.包含一個光源，兩個平板和一個探測器的光學(xué)系統(tǒng)的例子。箭頭表示的是求和中的單個被加項，級次代表了計算截斷求和的迭代步數(shù)。
.....
全文內(nèi)容請閱讀原文或者訪問http://www.infotek.com.cn/html/16/20170826837.html。
-近期推薦 -
展開 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。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(dǎo)出了相應(yīng)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(xué)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(xué)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(yīng)用波長532納米（綠光）的標(biāo)準(zhǔn)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(xué)模擬，例如，使用標(biāo)準(zhǔn)的有限元法，如今在標(biāo)準(zhǔn)計算機上并不可行。
另一方面，大部分光學(xué)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(xué)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(jì)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(yán)重的限制，例如，當(dāng)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(xué)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(yīng)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(xué)建模。其概念允許我們在系統(tǒng)的不同子域中應(yīng)用任何表述矢量諧波場的技術(shù)。
展開 
Offner系統(tǒng)的非序列場追跡分析
VirtualLab中，這種光學(xué)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(wù)
2. 結(jié)果
3. 文件和技術(shù)信息
[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(biāo)準(zhǔn)具的建模
- 統(tǒng)一多通道光波導(dǎo)外耦合光柵的優(yōu)化
VirtualLab：非序列追跡的通道設(shè)置
我們使用一個具有兩個表面的光波導(dǎo)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(dǎo)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)。
建模任務(wù)
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。
表面通道
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(dǎo)。
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(dǎo)。
為了更好地說明，定義光波導(dǎo)繞y軸旋轉(zhuǎn)30°。
通道定義
每個表面有四個可選的通道，至少應(yīng)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(dǎo)致不同的建模方案。
要更改“常規(guī)光學(xué)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(xué)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(xué)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，這與通常基于折射的透射和反射相同。
展開 非序列追跡的通道設(shè)置
我們使用一個具有兩個表面的光波導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)。
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:
?
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。
?
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
展開 非序列追跡的通道設(shè)置
我們使用一個具有兩個表面的光波導(dǎo)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(dǎo)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)。
建模任務(wù)
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。
表面通道
初始化
l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(dǎo)。
通道定義
l每個表面有四個可選的通道，至少應(yīng)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(dǎo)致不同的建模方案。
要更改“常規(guī)光學(xué)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(xué)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，這與通常基于折射的透射和反射相同。
給出了從背面入射的效率；在這個例子中，T和R分別對應(yīng)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。
展開 VirtualLab Fusion：高速物理光學(xué)仿真概念簡介
第二代技術(shù)
? 2017-08-01
? 文件版本1.0
基于場追跡的高速物理光學(xué)仿真
在高速物理光學(xué)仿真中我們遵循如下策略：
1. 分解：光學(xué)系統(tǒng)會被分解成不同區(qū)域，每一個區(qū)域都會應(yīng)用特定的麥克斯韋求解器求解
分解：區(qū)域拆分
專門用于光場追跡的麥克斯韋求解器
基于場追跡的高速物理光學(xué)仿真
在高速物理光學(xué)仿真中我們會遵循如下策略：
1. 分解：光學(xué)系統(tǒng)會被分解成不同區(qū)域，每一個區(qū)域都會應(yīng)用特定的麥克斯韋求解器求解。
2. 交互作用：每一個區(qū)域的解會通過非序列場追跡相互聯(lián)系，在以整個系統(tǒng)中求解麥克斯韋方程組。
局部麥克斯韋求解器的交互關(guān)聯(lián)
基于場追跡的高速物理光學(xué)仿真
在高速物理光學(xué)仿真中我們會遵循如下策略：
1. 分解：光學(xué)系統(tǒng)會被分解成不同區(qū)域，每一個區(qū)域都會應(yīng)用特定的麥克斯韋求解器求解。
2. 交互作用：每一個區(qū)域的解會通過非序列場光追跡相互聯(lián)系，并求解整個系統(tǒng)的麥克斯韋方程組。
3. 優(yōu)先在k域中建模。
4. 通過新的傅里葉變換算法應(yīng)盡可能減少光場采樣點數(shù) N。
關(guān)于非序列光場追跡的參考文獻如下：
展開 