激光選區(qū)熔化模擬的案例
每日一品：永年激光桌面型精密選區(qū)激光熔化金屬3D打印機(jī)YLM-160s
在全球3D打印產(chǎn)品庫product.nanjixiong.com里，永年激光推出了桌面型精密選區(qū)激光熔化金屬3D打印機(jī)YLM-160s。
目前，國內(nèi)外的金屬3D打印機(jī)廠商都在朝著大型化的方向發(fā)展，對(duì)于桌面型和小型金屬成形機(jī)有所忽略，即便有推出小型金屬3D打印機(jī)，成形體積一般也非常小（50x50x50mm3），另外還存在成形粉體不可變，精度有待提高等問題。
實(shí)際上，我國的工業(yè)、科研和教學(xué)等領(lǐng)域都需要桌面型、大成形體積、可變粉體、高精度的3D金屬打印設(shè)備。如果有一款設(shè)計(jì)精巧，結(jié)構(gòu)緊湊、可變成形粉體、精度好、成形效率高而具有足夠大的掃描成形空間大的微小型設(shè)備，一定會(huì)非常受歡迎。但這樣的設(shè)備設(shè)計(jì)和制造難度高，須有長期從事3D金屬打印設(shè)備生產(chǎn)和使用經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)來完成。
江蘇永年激光成形技術(shù)有限公司在近10年的選區(qū)激光熔化（SLM）研發(fā)基礎(chǔ)上，摒棄傳統(tǒng)的SLM設(shè)備的成形缸系統(tǒng)，采用擁有自主發(fā)明專利的“型-形技術(shù)”，即M/S——Model/Shape技術(shù)，完成從SLM到SLM-M/S的技術(shù)提升，經(jīng)過大量的開發(fā)，順利完成超大成形粉體的金屬桌面機(jī)的生產(chǎn)。
△永年激光桌面型精密選區(qū)激光熔化金屬3D打印機(jī)YLM-160s
YLM-160s設(shè)備的應(yīng)用領(lǐng)域：
工業(yè)領(lǐng)域：注塑模和吹塑模小型插件等，工業(yè)用金屬結(jié)構(gòu)件，其成形空間應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于50mm立方，達(dá)到了160x160x200mm3的水平；
醫(yī)療器械：體內(nèi)外假肢和關(guān)節(jié)、齒科義齒等
科研領(lǐng)域：材料研究需小型可變粉體的3D金屬打印設(shè)備，以節(jié)省寶貴的測試金屬粉末；由于實(shí)驗(yàn)室面積的限制，研究領(lǐng)域更傾向小型機(jī)或桌面機(jī)；
教學(xué)領(lǐng)域：高等學(xué)校的實(shí)訓(xùn)、技師和技工培訓(xùn)和競技大賽等對(duì)桌面機(jī)的需求是很迫切的。
展開 光學(xué)技術(shù)深度解析｜詳解選區(qū)激光熔化技術(shù)
今天為大家深度解析選區(qū)激光熔化技術(shù)，相信各位光學(xué)人一定從里面獲得更多的收獲吧！選區(qū)熔化成形技術(shù)是3D打印技術(shù)的一種，它打破傳統(tǒng)的刀具、夾具和機(jī)床加工模式，根據(jù)零件或物體的三維模型數(shù)據(jù)，通過成型設(shè)備以材料累加的方式制成實(shí)物零件。
原理
激光選區(qū)熔化成形技術(shù)是以原型制造技術(shù)為基本原理發(fā)展起來的一種先進(jìn)的激光增材制造技術(shù)。通過專用軟件對(duì)零件三維數(shù)模進(jìn)行切片分層，獲得各截面的輪廓數(shù)據(jù)后，利用高能量激光束根據(jù)輪廓數(shù)據(jù)逐層選擇性地熔化金屬粉末，通過逐層鋪粉，逐層熔化凝固堆積的方式，制造三維實(shí)體零件。
圖1和圖2分別是激光選區(qū)熔化成形零件示意圖和原理示意圖。如圖2所示，零件的三維數(shù)模完成切片分層處理并導(dǎo)入成形設(shè)備后，水平刮板首先把薄薄的一層金屬粉末均勻地鋪在基板上，高能量激光束按照三維數(shù)模當(dāng)前層的數(shù)據(jù)信息選擇性地熔化基板上的粉末，成形出零件當(dāng)前層的形狀，然后水平刮板在已加工好的層面上再鋪一層金屬粉末，高能束激光按照數(shù)模的下一層數(shù)據(jù)信息進(jìn)行選擇熔化，如此往復(fù)循環(huán)直至整個(gè)零件完成制造。
圖1 激光選區(qū)熔化成形零件示意圖
圖2 激光選區(qū)熔化成形基本原理示意圖
特點(diǎn)
圖3為激光選區(qū)熔化成形技術(shù)制造的零件。激光選區(qū)熔化成形技術(shù)突破了傳統(tǒng)制造工藝的變形成形和去除成形的常規(guī)思路，可根據(jù)零件三維數(shù)模，利用金屬粉末無需任何工裝夾具和模具，直接獲得任意復(fù)雜形狀的實(shí)體零件，實(shí)現(xiàn)“凈成形”的材料加工新理念，特別適用于制造具有復(fù)雜內(nèi)腔結(jié)構(gòu)的難加工鈦合金、高溫合金等零件。
展開 激光選區(qū)熔化成形過程中搭接率及掃描速度對(duì)溫度場的影響
搭接率、掃描速度、溫度場
選區(qū)激光熔化成形技術(shù)（SelectiveLaser Melting，簡稱SLM）是近十幾年才發(fā)展起來的新型快速成形（RapidPrototyping）技術(shù)。該技術(shù)能直接制造形狀復(fù)雜、機(jī)械性能良好、高精度、致密度近100%的金屬零件，無需或僅需簡單后處理（如噴砂、拋光等）即可直接投入實(shí)際使用。
SLM成形過程中溫度場的數(shù)值模擬
計(jì)算模型的尺寸為2.4×1.2×2.62mm3，成形區(qū)的尺寸為1.8×0.6×0.12mm3，共六層，層厚為0.02mm，其掃描方式為隔層交替掃描，相位角為 90°，如圖1 所示。SLM技術(shù)是一種預(yù)鋪粉的快速成形技術(shù)，必須考慮到粉末對(duì)已成形區(qū)的導(dǎo)熱作用和自身被預(yù)熱過程。在本模型中成形層周圍的粉末寬度取為0.3mm，由于粉末的熱導(dǎo)率很低，這個(gè)寬度已經(jīng)能較好反映粉床對(duì)成形區(qū)溫度的影響。為了更準(zhǔn)確的分析激光加工過程中熱擴(kuò)散行為，模型基底的尺寸相對(duì)比較大為2.4×1.2×2.62mm3。成形層與粉床的單元尺寸為0.05×0.05×0.02mm3，遠(yuǎn)離成形層的網(wǎng)格的劃分相對(duì)粗糙些，這即保證了足夠的計(jì)算精度，同時(shí)也避免了計(jì)算時(shí)間過長。
展開 鎳基高溫合金IN738激光選區(qū)熔化中預(yù)熱溫度對(duì)熔池演化的影響 | FLOW-3D AM
七、結(jié)論
FLOW-3D AM 軟件可以模擬預(yù)熱溫度對(duì)熔池演化的影響，并且可以提供非常詳細(xì)和可靠的熱/流信息。
利用激光選區(qū)熔化增材制造雙相難熔中熵合金NbMoTi
Double-phase refractory medium entropy alloy NbMoTi via selective laser melting (SLM) additive manufacturing
Yinan Chen a, Bo Li
本篇論文介紹了利用激光選區(qū)熔化（SLM）技術(shù)，成功制造出雙相難熔中熵合金NbMoTi。
由于其高熔點(diǎn)，單一BCC相元素金屬的制造難度大，同時(shí)單一相元素金屬的性質(zhì)單一，限制了合金的性能。因此，本研究探討Nb、Mo和混合MoNbTi粉末的成型分析，F(xiàn)LOW-3D模擬首次成功證明了，利用激光加工可以從粉末混合物中原位合金化生產(chǎn)MoNbTi中熵合金。通過數(shù)值仿真優(yōu)化制造參數(shù)，從而縮短流程設(shè)計(jì)周期。此外，本研究分析了非平衡固化過程中MoNbTi合金樣品的雙相微觀結(jié)構(gòu)。
金屬材料規(guī)格如下。
實(shí)驗(yàn)方式
將Nb、Mo和Ti粉末混合，并通過三維粉末混合機(jī)進(jìn)行攪拌36小時(shí)，得到混合粉末。
通過數(shù)值模擬（FLOW-3D）確定優(yōu)化的加工參數(shù)，如激光功率、掃描速度、掃描間距和層厚等。
以SLM技術(shù)制備出Nb、Mo和NbMoTi高熵合金樣品，并使用阿基米德測量法測量了它們的密度。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過優(yōu)化的加工參數(shù)可以成功制備出高密度的Nb、Mo和NbMoTi高熵合金樣品。
參數(shù)設(shè)計(jì)
以FLOW-3D進(jìn)行數(shù)值模擬來確認(rèn)加工參數(shù)。通過改變掃描速度、掃描間距和層厚等參數(shù)，模擬出不同參數(shù)下元素Nb的熔池變化情況。當(dāng)掃描速度降低時(shí)，熔池的幾何尺寸增加，熔池的液面下降。在速度為300mm/s時(shí)，熔池的瞬時(shí)最高溫度為4261K，且成功完成SLM成形。當(dāng)速度下降到200mm/s時(shí)，液面凹陷，成形效果較差。
展開 增材專欄 l 選區(qū)激光熔化SLM金屬3D打印的熔池及單道熔覆層仿真分析
視頻：粉末在激光作用下發(fā)生變化的過程
本期，安世亞太的仿真專家借助離散元分析軟件Rocky和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析軟件Ansys Fluent 對(duì)激光選區(qū)熔化鋪粉過程及單道熔覆層的形成過程進(jìn)行仿真分析，并在一定工況范圍內(nèi)研究了激光功率、激光掃描速度和鋪粉層厚這三個(gè)參數(shù)對(duì)打印熔池及單道熔覆層的影響，該仿真過程的實(shí)現(xiàn)可以更直觀的研究激光選區(qū)熔化制備機(jī)理并為相關(guān)工藝參數(shù)優(yōu)化提供指導(dǎo)。
通過對(duì)激光選區(qū)熔化激光與粉末的相互作用，單道熔池內(nèi)金屬熔體的流動(dòng)過程，相應(yīng)工藝條件下熔池的形態(tài)及最終熔覆層的特性進(jìn)行研究可以深入理解SLM制備機(jī)理，并可對(duì)SLM制備工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供指導(dǎo)。
離散元分析可以對(duì)撒粉和鋪粉過程進(jìn)行模擬，從而建立粉末床模型；選區(qū)激光熔化SLM金屬3D打印熔池及單道熔覆層的形成過程仿真可以采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析實(shí)現(xiàn)。
加工原理及粉末床模型的建立
激光選區(qū)熔化（Selective Laser Melting；SLM）樣品制備過程中以激光作為能量源熔化粉末形成熔池，且熔池內(nèi)的金屬會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)，隨著激光的移開，熔池凝固形成了單道熔覆層。熔池及單道熔覆層的特性影響著最終所制備零件的質(zhì)量。
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視頻：粉末在激光作用下發(fā)生變化的過程
本期，安世亞太的仿真專家借助離散元分析軟件Rocky和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析軟件Ansys Fluent 對(duì)激光選區(qū)熔化鋪粉過程及單道熔覆層的形成過程進(jìn)行仿真分析，并在一定工況范圍內(nèi)研究了激光功率、激光掃描速度和鋪粉層厚這三個(gè)參數(shù)對(duì)打印熔池及單道熔覆層的影響，該仿真過程的實(shí)現(xiàn)可以更直觀的研究激光選區(qū)熔化制備機(jī)理并為相關(guān)工藝參數(shù)優(yōu)化提供指導(dǎo)。
通過對(duì)激光選區(qū)熔化激光與粉末的相互作用，單道熔池內(nèi)金屬熔體的流動(dòng)過程，相應(yīng)工藝條件下熔池的形態(tài)及最終熔覆層的特性進(jìn)行研究可以深入理解SLM制備機(jī)理，并可對(duì)SLM制備工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供指導(dǎo)。
離散元分析可以對(duì)撒粉和鋪粉過程進(jìn)行模擬，從而建立粉末床模型；選區(qū)激光熔化SLM金屬3D打印熔池及單道熔覆層的形成過程仿真可以采用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析實(shí)現(xiàn)。
加工原理及粉末床模型的建立
激光選區(qū)熔化（Selective Laser Melting；SLM）樣品制備過程中以激光作為能量源熔化粉末形成熔池，且熔池內(nèi)的金屬會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)，隨著激光的移開，熔池凝固形成了單道熔覆層。熔池及單道熔覆層的特性影響著最終所制備零件的質(zhì)量。
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視頻：粉末在激光作用下發(fā)生變化的過程
本期，安世亞太的仿真專家借助離散元分析軟件Rocky和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)分析軟件Ansys Fluent 對(duì)激光選區(qū)熔化鋪粉過程及單道熔覆層的形成過程進(jìn)行仿真分析，并在一定工況范圍內(nèi)研究了激光功率、激光掃描速度和鋪粉層厚這三個(gè)參數(shù)對(duì)打印熔池及單道熔覆層的影響，該仿真過程的實(shí)現(xiàn)可以更直觀的研究激光選區(qū)熔化制備機(jī)理并為相關(guān)工藝參數(shù)優(yōu)化提供指導(dǎo)。
通過對(duì)激光選區(qū)熔化激光與粉末的相互作用，單道熔池內(nèi)金屬熔體的流動(dòng)過程，相應(yīng)工藝條件下熔池的形態(tài)及最終熔覆層的特性進(jìn)行研究可以深入理解SLM制備機(jī)理，并可對(duì)SLM制備工藝設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供指導(dǎo)。
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加工原理及粉末床模型的建立
激光選區(qū)熔化（Selective Laser Melting；SLM）樣品制備過程中以激光作為能量源熔化粉末形成熔池，且熔池內(nèi)的金屬會(huì)產(chǎn)生流動(dòng)，隨著激光的移開，熔池凝固形成了單道熔覆層。熔池及單道熔覆層的特性影響著最終所制備零件的質(zhì)量。
展開 COMSOL激光粉末床熔化的羽流仿真 ￥3000
對(duì)于COMOSL的模擬主要集中在粉末熔化的熔池，相變等方面考慮，同時(shí)，附帶考慮了背景氣體。這里我們換一個(gè)是思路取思考，主要考慮反沖物質(zhì)（壓力）對(duì)背景氣體的影響，或說背景氣體對(duì)燒蝕形貌的影響。這里我們對(duì)空氣和材料都采用動(dòng)網(wǎng)格的方式建模。主要采用的模塊：層流動(dòng)網(wǎng)格+流體傳熱等模塊。
目前，這個(gè)模型全球好像只發(fā)了兩篇SCI一區(qū)，還有很大的擴(kuò)展空間。
基于CP2K模擬銅棒的熔化
關(guān)鍵詞：CP2K；金屬 ；熔化；銅棒；分子模擬
銅（Cu）因其優(yōu)異的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能被廣泛應(yīng)用于電子器件與高溫?fù)Q熱部件。熔化是銅加工和再制造的核心環(huán)節(jié)，但宏觀實(shí)驗(yàn)難以直接捕捉原子尺度的熱振動(dòng)與結(jié)構(gòu)演變。分子動(dòng)力學(xué)模擬可以在皮秒-納秒時(shí)間尺度上“放大”熔化過程，為合金設(shè)計(jì)、焊接工藝及失效分析提理論支撐。本案例基于CP2K軟件，模擬金屬銅棒在高溫下的熔化過程。
初始模型的構(gòu)建
啟動(dòng)VMD，首先通過VMD的Extensions-Modeling-Inorganic Builder模塊構(gòu)建金屬銅棒模型，構(gòu)建的銅棒如圖1所示：
圖1 金屬銅棒模型模型結(jié)構(gòu)
在CP2K的輸入文件中任務(wù)類型選擇MD，理論方法采用FIST（分子力場），采用NVT系綜，熱浴采用CSVR，溫度設(shè)為200K，熱浴TIMECON設(shè)為500，步數(shù)STEPS設(shè)為20000，設(shè)置EAM勢描述Cu原子之間的相互作用，另外將銅棒底部z<50埃的部分進(jìn)行固定，部分輸入文件如圖2和圖3所示：
圖2 CP2輸入文件中關(guān)于理論方法和系綜的設(shè)置
圖3 CP2輸入文件中關(guān)于Cu的EAM勢的設(shè)置
模擬結(jié)果討論
將cp2k的輸入文件和Cu的EAM勢參數(shù)文件放在同一目錄下提交計(jì)算。模擬結(jié)果如圖4所示。可以看到，隨著模擬的進(jìn)行，加熱的金屬銅棒逐漸開始熔化。由于表面張力的作用，熔化部分最后會(huì)形成球形。
圖4 銅棒2000 K高溫熔化過程的結(jié)構(gòu)變化
圖5 模擬20ps后銅棒俯視圖
結(jié)語本案例通CP2K分子動(dòng)力學(xué)模擬，成功實(shí)現(xiàn)了高溫下金屬銅棒的熔化過程。
展開 RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設(shè)計(jì)軟件—多模光纖內(nèi)光束的特性(模式分布的模擬)
該程序模擬了幾種導(dǎo)波模式下光纖內(nèi)光束的傳輸特性。采用高斯光束入射，可與纖芯偏移，也可相對(duì)光纖軸向傾斜入射。此程序計(jì)算了所有模式的振幅分布，也可有效計(jì)算光纖輸出端的強(qiáng)度分布。除各輸出模式功率的計(jì)算之外，也可獲得以下圖形：
圖1為各導(dǎo)波模式的功率與入射光束位置的關(guān)系。
圖2為個(gè)導(dǎo)波模式的功率與光束斜入射角的關(guān)系。
圖3為給定光束偏移量下輸出光束的強(qiáng)度分布。
圖4為給定光束斜入射角下輸出光束的強(qiáng)度分布。
粉末床激光3d打印模擬 增材制造slm模擬教學(xué) ￥100
粉末床激光3d打印模擬 增材制造slm模擬教學(xué)
激光焊模擬-熱源模型+附：ABAQUS與MSC.Marc焊接模擬的簡要對(duì)比
<p>近期將在技術(shù)鄰?fù)瞥?em>激光焊接的有限元模擬視頻教程，歡迎關(guān)注！</p><p>激光焊接的焊縫形貌為窄而深的“釘子狀”，通常使用復(fù)合熱源來實(shí)現(xiàn)，因此一般需要進(jìn)行子程序開發(fā)。</p><p>下面對(duì)MSC.Marc和ABAQUS的激光焊接模擬進(jìn)行簡要介紹：</p><ol><li>MSC.Marc：作為大型通用有限元軟件，在焊接模擬方面獨(dú)樹一幟，在很早的版本中就添加了焊接模塊（注意，非插件！！），提供了高斯面、雙橢球等常用焊接熱源，在設(shè)置焊接路徑和焊縫填充的設(shè)置上非常方便，其中焊縫填充過程提供了生死單元法和靜態(tài)單元法兩種方案。Marc從2016版開始，添加了柱狀熱源，將其與高斯面熱源復(fù)合，可作為激光焊的熱源模型。但是該熱源的熱流密度在厚度方向上是均勻的（沒有衰減），這與實(shí)際情況不符。常用的高斯面熱源與高斯旋轉(zhuǎn)體熱源復(fù)合而成的激光焊熱源模型，仍然需要子程序開發(fā)。</li><li>ABAQUS：同樣作為大型通用有限元軟件，與Marc同出一家，用戶眾多。在激光焊接模擬，甚至普通的焊接模擬方面，都需要子程序二次開發(fā)來實(shí)現(xiàn)。6.14版本時(shí)代，abaqus推出過一款插件AWI，功能還算不錯(cuò)，但無奈ABAQUS求解器不支持逐漸激活，導(dǎo)致每焊接一步，就要建立1個(gè)（或2~3個(gè)）step，對(duì)于焊縫較多的仿真，很不方便；另外，該插件不支持選擇熱源模型，只能將焊縫單元設(shè)置為某一溫度（比如熔點(diǎn)）。從2016版開始，ABAQUS求解器支持了逐漸激活（EPA，ELELMENT PROGRESSIVE ACTIVATION），以實(shí)現(xiàn)經(jīng)典應(yīng)用場景：焊接與3D打印；但熱源模型和逐漸激活全都需要子程序開發(fā)，本人對(duì)新版本探索了一段時(shí)間，仍然覺得非常懵逼。
展開 BeamXpertDESIGNER - 激光模擬軟件
BeamXpertDESIGNER - 激光模擬軟件，實(shí)時(shí)模擬激光輻射通過光學(xué)系統(tǒng)的傳播，通過類似 CAD 的 3D 表示提供直觀的操作，并使用激光技術(shù)語言。激光模擬軟件的易學(xué)性和顯著的交互性使其可以快速獲得精確的結(jié)果。
精益和快速 - 專注于要點(diǎn)
BeamXpertDESIGNER - 在功能上適應(yīng)用戶。
BeamXpertDESIGNER 在功能上精確地適應(yīng)了激光開發(fā)人員和用戶的需求，并支持 3D 實(shí)時(shí)模擬。工業(yè)和研究領(lǐng)域的用戶經(jīng)常面臨設(shè)計(jì)用于激光輻射傳播和引導(dǎo)的光學(xué)系統(tǒng)的挑戰(zhàn)。
在第一步中，BeamXpertDESIGNER 使用數(shù)學(xué)上相對(duì)簡單的方法（“光束”模型）來實(shí)現(xiàn)非?？焖俚挠?jì)算，以便可以實(shí)時(shí)計(jì)算和顯示光學(xué)系統(tǒng)對(duì)激光束特性的影響。
因此，用戶可以直接“觸摸”和“移動(dòng)”所有組件，就像在機(jī)械設(shè)計(jì)的 CAD 程序中一樣，并立即以視覺和數(shù)字方式查看光束路徑上的效果。
這就是 BeamXpertDESIGNER 與市場上所有商業(yè)光學(xué)仿真程序不同的地方，其中輸入?yún)?shù)必須費(fèi)力地輸入，并且由于傳統(tǒng)的建模方法，結(jié)果的呈現(xiàn)明顯延遲。
BeamXpertDESIGNER 中可以使用以下基本對(duì)象：
· 激光束源
· 雨傘
· 薄鏡片
· 厚鏡片（也可作為鏡子）
· 非球面鏡片（也作為鏡子）
· 分束器立方體
· 棱鏡
· 網(wǎng)格
· 擋板
可以對(duì)所有對(duì)象進(jìn)行分組、保存和復(fù)制。
展開 ZEMAX | 如何在 OpticStudio 中模擬激光光束傳播：第三部分 使用物理光學(xué)傳播來模擬高斯光束
有以下三種工具可在 OpticStudio 的序列模式中模擬高斯光束傳播：
基于光線的方式
近軸高斯光束分析
物理光學(xué)傳播
本系列的三篇文章旨在介紹如何創(chuàng)建一個(gè)高斯激光光源、如何分析光束通過光學(xué)系統(tǒng)時(shí)的傳播和如何使用上述三種方式優(yōu)化至最小光斑。
前面我們講到了本系列文章的前兩篇：
· 高斯光束理論和基于光線的方式
· 使用近軸高斯光束工具來模擬高斯光束
本文也會(huì)介紹適用于特定情況的最佳模擬方式，是系列文章的第三篇，重點(diǎn)介紹如何使用物理光學(xué)傳播工具來建模高斯光束，以及何時(shí)使用哪種工具?！?聯(lián)系我們下載文章中的附件。】
簡介
激光工程師經(jīng)常發(fā)現(xiàn)有必要對(duì)激光在光學(xué)系統(tǒng)中的傳播進(jìn)行建模。與基于光線的方法不同，物理光學(xué)傳播 (POP) 通過傳播相干波前來模擬激光光束，因此允許對(duì)任意相干光束進(jìn)行非常詳細(xì)的研究。在接下來的章節(jié)中，我們將介紹如何使用 POP 建模光束傳播。
物理光學(xué)傳播
物理光學(xué)傳播通過傳播波前來模擬光學(xué)系統(tǒng)中的傳播。光束由離散采樣點(diǎn)的陣列上的數(shù)據(jù)表示，類似于用光線進(jìn)行幾何光學(xué)分析的離散采樣。整個(gè)陣列通過光學(xué)表面之間的自由空間傳播。在每個(gè)光學(xué)表面上，系統(tǒng)會(huì)計(jì)算一個(gè)將光束從光學(xué)表面的一邊傳播到另一邊的轉(zhuǎn)換函數(shù)。因?yàn)楣馐怯善淙繌?fù)值電場陣列描述的，所以物理光學(xué)傳播 POP 允許仔細(xì)研究任意相干光束，包括高斯或任何形式的高階多模激光束（光束是用戶可定義的）、遠(yuǎn)焦衍射影響或有限鏡頭孔徑的影響（如空間濾波器）。這篇文章將不會(huì)深入如何使用物理光學(xué)傳播工具的細(xì)節(jié)。
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