自聚焦技術(shù)的案例
GLAD：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
當(dāng)入射光束的光強(qiáng)呈現(xiàn)空間上的非均勻分布時(shí)，由此引入的非線性折射率也是非均勻的，這將使不同空間位置的光所經(jīng)歷的光程長(zhǎng)度不同，即介質(zhì)對(duì)入射光束的作用等價(jià)于光學(xué)透鏡，從而導(dǎo)致光束的自行聚焦效果。
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1 模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2 初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3 理想高斯光束的成像切片
圖4 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) GLAD：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
當(dāng)入射光束的光強(qiáng)呈現(xiàn)空間上的非均勻分布時(shí)，由此引入的非線性折射率也是非均勻的，這將使不同空間位置的光所經(jīng)歷的光程長(zhǎng)度不同，即介質(zhì)對(duì)入射光束的作用等價(jià)于光學(xué)透鏡，從而導(dǎo)致光束的自行聚焦效果。
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1.模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2.初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3.理想高斯光束的成像切片
圖4 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) 超小自聚焦光纖探頭的研究進(jìn)展
[圖片]
GLAD應(yīng)用：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
當(dāng)入射光束的光強(qiáng)呈現(xiàn)空間上的非均勻分布時(shí)，由此引入的非線性折射率也是非均勻的，這將使不同空間位置的光所經(jīng)歷的光程長(zhǎng)度不同，即介質(zhì)對(duì)入射光束的作用等價(jià)于光學(xué)透鏡，從而導(dǎo)致光束的自行聚焦效果。
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1.模擬示意圖
圖2. 初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3. 理想高斯光束的成像切片
圖4. 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5. 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6. 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) 
RP Fiber Power 非線性自聚焦效應(yīng)
文件：Self-focusing .fpw
首先計(jì)算了大模場(chǎng)面積的基模隨非線性自聚焦效應(yīng)的收縮。模式求解中通常會(huì)忽略非線性效應(yīng)。然而，編寫(xiě)數(shù)行程序代碼，即可設(shè)置折射率分布及其非線性的變化，繼而重復(fù)計(jì)算光纖模式，直至出現(xiàn)自洽解。
該程序也說(shuō)明了光束傳輸?shù)膽?yīng)用，可模擬高功率下光束分布的變化。用戶可以采用LP01（低功率）與LP11模式的疊加，并研究光纖非線性效應(yīng)的影響?？梢?jiàn)，即使僅有LP11模式被激發(fā)，在大功率下也呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，大部分功率轉(zhuǎn)移到LP10模式中。
可獲得以下圖形：
圖1為給定光功率下模式分布（與自聚焦響應(yīng)功率相差不大），對(duì)應(yīng)折射率分布條件下的模式分布。可見(jiàn)，非線性效應(yīng)極大地改變了折射率的分布。
圖2為模場(chǎng)面積與光功率的關(guān)系。當(dāng)接近臨界功率時(shí)，模場(chǎng)面積急劇減小。
圖3為最大功率與纖芯半徑的函數(shù)關(guān)系。對(duì)應(yīng)每一個(gè)纖芯半徑，用戶需計(jì)算軸上強(qiáng)度達(dá)到破壞閾值時(shí)的光功率。當(dāng)然，也需要重新計(jì)算每一個(gè)功率所對(duì)應(yīng)的模式。
圖4為光束分布的變化，模擬了光束的傳輸特性。
公眾號(hào)：武漢墨光
展開(kāi) GLAD：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
圖1.模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2.初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3.理想高斯光束的成像切片
圖4 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
GLAD應(yīng)用：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
當(dāng)入射光束的光強(qiáng)呈現(xiàn)空間上的非均勻分布時(shí)，由此引入的非線性折射率也是非均勻的，這將使不同空間位置的光所經(jīng)歷的光程長(zhǎng)度不同，即介質(zhì)對(duì)入射光束的作用等價(jià)于光學(xué)透鏡，從而導(dǎo)致光束的自行聚焦效果。
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1.模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2. 初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3. 理想高斯光束的成像切片
圖4. 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5. 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6. 介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) GLAD：高斯光束的吸收和自聚焦效應(yīng)
當(dāng)入射光束的光強(qiáng)呈現(xiàn)空間上的非均勻分布時(shí)，由此引入的非線性折射率也是非均勻的，這將使不同空間位置的光所經(jīng)歷的光程長(zhǎng)度不同，即介質(zhì)對(duì)入射光束的作用等價(jià)于光學(xué)透鏡，從而導(dǎo)致光束的自行聚焦效果。
特別地，當(dāng)入射光束強(qiáng)度沿垂直光軸的界面內(nèi)呈高斯形時(shí)，且強(qiáng)度足夠產(chǎn)生非線性效應(yīng)的情況下，此時(shí)介質(zhì)折射率的橫向分布也是鐘形的，從而對(duì)入射光束產(chǎn)生會(huì)聚作用，這就是高斯光束的自聚焦效應(yīng)。
系統(tǒng)描述
本例重點(diǎn)展示了beer以及sfocus兩個(gè)命令的使用，給出了經(jīng)過(guò)吸收之后高斯光束的強(qiáng)度分布輪廓圖，光束的吸收遵循比爾定律并且可能會(huì)出現(xiàn)自聚焦現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，自聚焦效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致穿透剖面變窄，本例對(duì)比了以下四種情況：
（1）理想的高斯光束聚焦
（2）經(jīng)過(guò)吸收之后的理想高斯光束聚焦
（3）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的理想高斯光束聚焦
（4）經(jīng)過(guò)吸收和自聚焦效應(yīng)之后的帶有像差的高斯光束聚焦
圖1.模擬示意圖
模擬結(jié)果
圖2.初始理想高斯光束光強(qiáng)分布
圖3.理想高斯光束的成像切片
圖4 介質(zhì)中存在吸收時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖5.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)理想高斯光束的成像切片
圖6.介質(zhì)中存在吸收同時(shí)考慮自聚焦效應(yīng)時(shí)帶像差高斯光束的成像切片
展開(kāi) 基于Rsoft的Beamprop模塊進(jìn)行光電子自聚焦透鏡設(shè)計(jì)
摘要
本文目的：設(shè)計(jì)一個(gè)自聚焦棒，觀察其仿真結(jié)果，并對(duì)耦合效率進(jìn)行仿真，得到相應(yīng)的結(jié)果。
首先是新創(chuàng)建一個(gè)設(shè)計(jì)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(jì)
在這一步中，設(shè)置光波長(zhǎng)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(lái)模擬。對(duì)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(diǎn)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(xiàng)Profile Type在下拉菜單中改為Gaussian。接下來(lái)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(lái)就可以進(jìn)行自聚焦棒的仿真，運(yùn)行Perform Simulation，選擇不同的演示模式（Display Mode）可以觀測(cè)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(diǎn)，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(jìn)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(zhǎng)度為L(zhǎng)/4時(shí)，那么入射光為平行光時(shí)，出射光會(huì)聚，此時(shí)入射到下一級(jí)的光能量損失最小，達(dá)到耦合最佳狀態(tài)。
展開(kāi) [VirtualLab論文] 超小自聚焦光纖探頭的研究進(jìn)展
編輯
跳轉(zhuǎn)
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RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設(shè)計(jì)軟件—非線性自聚焦效應(yīng)
首先計(jì)算了大模場(chǎng)面積的基模隨非線性自聚焦效應(yīng)的收縮。模式求解中通常會(huì)忽略非線性效應(yīng)。然而，編寫(xiě)數(shù)行程序代碼，即可設(shè)置折射率分布及其非線性的變化，繼而重復(fù)計(jì)算光纖模式，直至出現(xiàn)自洽解。
該程序也說(shuō)明了光束傳輸?shù)膽?yīng)用，可模擬高功率下光束分布的變化。用戶可以采用LP01（低功率）與LP11模式的疊加，并研究光纖非線性效應(yīng)的影響?？梢?jiàn)，即使僅有LP11模式被激發(fā)，在大功率下也呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，大部分功率轉(zhuǎn)移到LP10模式中。
可獲得以下圖形：
圖1為給定光功率下模式分布（與自聚焦響應(yīng)功率相差不大），對(duì)應(yīng)折射率分布條件下的模式分布?？梢?jiàn)，非線性效應(yīng)極大地改變了折射率的分布。
圖2為模場(chǎng)面積與光功率的關(guān)系。當(dāng)接近臨界功率時(shí)，模場(chǎng)面積急劇減小。
圖3為最大功率與纖芯半徑的函數(shù)關(guān)系。對(duì)應(yīng)每一個(gè)纖芯半徑，用戶需計(jì)算軸上強(qiáng)度達(dá)到破壞閾值時(shí)的光功率。當(dāng)然，也需要重新計(jì)算每一個(gè)功率所對(duì)應(yīng)的模式。
圖4為光束分布的變化，模擬了光束的傳輸特性。
展開(kāi) 
RP 系列激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 示例案例：光纖中的非線性自聚焦
光纖中的非線性自聚焦
模型描述
這里，我們研究光纖中非線性自聚焦的細(xì)節(jié)。首先，我們計(jì)算了由于非線性自聚焦的影響，大模面積光纖的基模如何收縮。
模式解算器實(shí)際上忽略了非線性效應(yīng)。然而，只需幾行腳本代碼，我們就可以存儲(chǔ)包括其非線性變化在內(nèi)的折射率分布，然后重新計(jì)算光纖模式。
天線年會(huì) | Ansys專場(chǎng)技術(shù)研討會(huì)：聚焦HFSS底層技術(shù)與應(yīng)用
在最新的2021 R2版本中，HFSS在原有自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)、Classic、TAU以及針對(duì)不同幾何特征優(yōu)化的Phi和TAU Flex等網(wǎng)格剖分技術(shù)外，顛覆性的推出了網(wǎng)格融合 (Mesh Fusion) 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了HFSS現(xiàn)有網(wǎng)格剖分技術(shù)的大融合，從而實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜電磁系統(tǒng)模型的高效網(wǎng)格剖分。本次演講將系統(tǒng)性的為大家介紹HFSS最新的網(wǎng)格技術(shù)及特點(diǎn)。
10月25日 19:00~21:00
誠(chéng)邀您蒞臨Ansys專場(chǎng)技術(shù)研討會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，近距離了解更多HFSS精彩內(nèi)容！
聚焦航發(fā)核心需求！國(guó)產(chǎn)流體仿真技術(shù)為中國(guó)航空推進(jìn)技術(shù)大會(huì)添彩
積鼎始終圍繞 “更高精度、更高效率、更全場(chǎng)景” 的目標(biāo)，持續(xù)迭代自研軟件功能，拓展仿真應(yīng)用邊界，助力用戶快速掌握仿真技術(shù)，提升自主研發(fā)能力，為我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入更強(qiáng)動(dòng)力。
活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)
科技聚焦反無(wú)人機(jī)技術(shù)
然而，4個(gè)聯(lián)邦機(jī)構(gòu)（國(guó)防部、能源部、司法部和國(guó)土安全部）已獲授權(quán)在某些情況下部署反無(wú)人機(jī)技術(shù)，例如保護(hù)敏感的政府設(shè)施，包括國(guó)內(nèi)軍事基地和監(jiān)獄，或提供體育錦標(biāo)賽期間的安全。
如何工作？反無(wú)人機(jī)技術(shù)通常分為兩類：探測(cè)和緩解風(fēng)險(xiǎn)。探測(cè)技術(shù)包括跟蹤熱特征的紅外設(shè)備、掃描控制信號(hào)的射頻系統(tǒng)以及識(shí)別UAS馬達(dá)產(chǎn)生的獨(dú)特聲音的聲學(xué)方法。根據(jù)巴德學(xué)院2019年的一份報(bào)告，射頻和雷達(dá)系統(tǒng)是最常見(jiàn)的探測(cè)技術(shù)。
緩解技術(shù)可以擊退或攔截未經(jīng)授權(quán)的 UAS。例如，干擾信號(hào)能干擾或中斷UAS與其操作員之間的通信連接，從而觸發(fā) UAS 著陸或返回其操作員那里。根據(jù)巴德學(xué)院的報(bào)告，干擾是最常見(jiàn)的緩解技術(shù)。其它緩解技術(shù)包括可以使用定向能或動(dòng)能（如激光或射彈）來(lái)使UAS失能或被摧毀。然而，動(dòng)力學(xué)方法可能存在問(wèn)題，因?yàn)閴嬄浠虮ǖ腢AS可能會(huì)導(dǎo)致意外損傷。
成熟度如何？盡管國(guó)防部至少?gòu)?2014 年開(kāi)始在國(guó)外使用反無(wú)人機(jī)技術(shù)，但它在國(guó)內(nèi)的使用受到限制。最近4年，授權(quán)機(jī)構(gòu)在國(guó)內(nèi)部署了一些反無(wú)人機(jī)技術(shù)。然而，其中一些技術(shù)在探測(cè)和跟蹤小型UAS（小于25千克）方面的能力有限。此外，只有少數(shù)技術(shù)能成功地干擾UAS或使之失能，而其中許多只能在300米或更短的距離內(nèi)有效。
為了應(yīng)對(duì)UAS風(fēng)險(xiǎn)，美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）（已 獲授權(quán)進(jìn)行有限的測(cè)試活動(dòng)）和一些授權(quán)機(jī)構(gòu)正在繼續(xù)測(cè)試、評(píng)估和開(kāi)發(fā)一體化反UAS平臺(tái)。這些平臺(tái)所擁有的能力旨在應(yīng)對(duì)特定的風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境。例如，強(qiáng)大的遠(yuǎn)程信號(hào)干擾器可能有效緩解農(nóng)村地區(qū)的UAS風(fēng)險(xiǎn)，例如在國(guó)內(nèi)一些軍事基地附近，但如果在城市或機(jī)場(chǎng)附近使用，采用同樣的技術(shù)也可能破壞合法和重要的通信。
UAS技術(shù)不斷進(jìn)步，變得更容易為公眾所用。例如，UAS變得更小、更具機(jī)動(dòng)性，使得探測(cè)和緩解風(fēng)險(xiǎn)更具挑戰(zhàn)性。
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