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對天文現(xiàn)象的系統(tǒng)觀測是最古老的光學(xué)形式之一。隨著時間的推移，越來越先進的望遠鏡和其他相關(guān)光學(xué)設(shè)備已經(jīng)被開發(fā)出來，讓科學(xué)家們能夠更深入地了解我們的星系和宇宙。為了分析此類系統(tǒng)的性能，快速物理光學(xué)建模和設(shè)計軟件VirtualLab Fusion為光學(xué)工程師提供了多種工具，從基于光線追跡的快速系統(tǒng)可視化到光的全電磁物理光學(xué)傳播，包括衍射現(xiàn)象。

在第二個案例中，我們根據(jù)L.Clermont等人的工作“用于自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)的激光引導(dǎo)星設(shè)計”，模擬了激光導(dǎo)星的不同無焦系統(tǒng)。 為了分析此類系統(tǒng)的性能，快速物理光學(xué)建模和設(shè)計軟件VirtualLab Fusion為光學(xué)工程師提供了多種工具，從基于光線追跡的快速系統(tǒng)可視化到光的全電磁物理光學(xué)傳播，包括衍射現(xiàn)象。 對天文現(xiàn)象的系統(tǒng)觀測是最古老的光學(xué)形式之一。

VirtualLab Fusion可以從Zemax OpticStudio?導(dǎo)入光學(xué)系統(tǒng)，包括完整3D位置信息和鏡片玻璃。導(dǎo)入后，光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)將顯示為單獨的表面或可以組合成VirtualLab Fusion中的組件。VirtualLab Fusion可以對導(dǎo)入的光學(xué)系統(tǒng)進行光線追跡仿真，更重要的是可以進行場追跡以進一步分析系統(tǒng)。

干涉技術(shù)廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，如天文學(xué)、計量學(xué)和量子力學(xué)。在一個干涉儀中，入射光被分成兩束（或更多）光。分開的光束將經(jīng)歷不同的路徑最終交疊，它們的疊加產(chǎn)生一個干涉圖案，可用于后續(xù)的分析。目前，通過非序列擴展，在VirtualLab中這樣的多路徑光學(xué)系統(tǒng)能夠以一種更加容易的方法搭建和模擬。

VirtualLab Fusion軟件可以設(shè)計和分析包含掃描鏡和f-theta光學(xué)透鏡的激光掃描儀 激光掃描系統(tǒng)使用可移動的光學(xué)元件，能夠使激光光束的位置動態(tài)變化。這類系統(tǒng)的典型應(yīng)用有：?激光材料加工?激光投影?3D物體掃描?條形碼閱讀器 軟件VirtualLab Fusion提供了基于光線追跡以及物理光學(xué)的模擬技術(shù)以用于激光掃描儀系統(tǒng)。

VirtualLab Fusion 軟件可以對光學(xué)測量系統(tǒng)進行仿真，如干涉儀、光譜儀以及表面測量器件。 很多光學(xué)測量原理都是基于光的波動特性。典型的器件有： ?干涉儀?光譜儀&單色儀?表面計量系統(tǒng) VirtualLab Fusion 軟件可以對這些測量系統(tǒng)進行仿真及公差分析。許多設(shè)置都是以衍射效應(yīng)、干涉效應(yīng)以及時間和空間相干性為特點。

VirtualLab Fusion允許從Zemax文件導(dǎo)入具有完整3D位置信息和玻璃的光學(xué)系統(tǒng)。 導(dǎo)入在兩個軟件包之間有著人性化的接口。 導(dǎo)入過程后，光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)將在VirtualLab Fusion中顯示為幾個組件。 VirtualLab允許將單個光學(xué)界面組合成組件。 將Zemax系統(tǒng)導(dǎo)入VirtualLab后，可以通過光線追跡和場追跡來分析光學(xué)裝置。

對計量系統(tǒng)的分析不可避免地需要考慮物理光學(xué)效應(yīng)(相干、偏振、干涉、行射等)，以產(chǎn)生現(xiàn)實、充分的結(jié)果。VirtualLab Fusion為這種分析提供了必要的工具，利用快速物理光學(xué)理論來促進快速仿真。 干涉系統(tǒng)被廣泛地應(yīng)用于光學(xué)測量和光學(xué)檢測等領(lǐng)域。對這類系統(tǒng)工作原理的討論必須要結(jié)合物理光學(xué)的知識，如光的電磁場表示、光的波動性、光場的疊加等。

摘要光柵是當(dāng)前光學(xué)中最常用的衍射光學(xué)元件。如今已常用于復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)，與其他組件協(xié)同作用。因此，迫切需要對系統(tǒng)內(nèi)部的光柵進行分析，從而評估系統(tǒng)的性能。我們將通過實例說明如何在VirtualLab Fusion對系統(tǒng)中的光柵建模。并將對光柵的對準、光柵級次通道設(shè)置以及光柵角度響應(yīng)等問題進行討論。 2.

為了向光學(xué)工程師提供光場在系統(tǒng)中傳播時的不同階段的全面概述，VirtualLab Fusion配備了一個強大的工具，系統(tǒng)建模分析器。本文檔介紹該工具的使用方法。

摘要 在天文望遠鏡中，經(jīng)常使用激光導(dǎo)星來校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確設(shè)計產(chǎn)生甚至控制激光導(dǎo)星大小的光學(xué)系統(tǒng)，必須考慮激光束的衍射效應(yīng)。在這個例子中，我們展示如何分析和設(shè)計一個激光導(dǎo)星的無焦系統(tǒng)。

摘要為了對光學(xué)系統(tǒng)的性質(zhì)有一個基本的了解，對其組件的可視化和光傳播的提示是非常有幫助的。為此，VirtualLab Fusion提供了一個工具來顯示光學(xué)系統(tǒng)的三維視圖。這些工具可以進一步用于檢查元件和探測器的位置，以及快速了解光在系統(tǒng)內(nèi)的傳播。所應(yīng)用的三維視圖建模技術(shù)可與經(jīng)典的光線追跡相媲美。

- 調(diào)整與理想輸入掃描光學(xué)掃描角θ鏡子的方向有關(guān)參數(shù)運行- 生成場曲和畸變圖 總結(jié)VirtualLab可以模擬使用雙軸掃描鏡和特定的光學(xué)掃描的激光掃描系統(tǒng)分析目標平面上的光束偏轉(zhuǎn)- 通過光線追跡來計算場曲和畸變- 通過幾何場追跡來計算光束剖面- 場追跡可以更準確地分析光束焦點 應(yīng)用案例詳述系統(tǒng)參數(shù)

我們的計算顯示，通過對望遠鏡系統(tǒng)的簡單改動就可以得到很大的提高。1.介紹對于提高望遠鏡和望遠鏡系統(tǒng)的性能，雜散光分析地位和作用，已經(jīng)在空間望遠鏡如SIRTF1和陸地望遠鏡如斯隆數(shù)字巡天望遠鏡2(Sloan Digital Sky Survey Telescope)中得到很好的驗證。之前已經(jīng)對空間系統(tǒng)3和陸地自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)?總結(jié)出了一般的方法。

摘要 對于天文望遠鏡，激光引導(dǎo)星通常用于校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確地設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)以產(chǎn)生和控制激光引導(dǎo)星的尺寸，必須考慮激光束的衍射效應(yīng)。在本例中，分析了這種系統(tǒng)的經(jīng)典設(shè)計。然后，通過考慮衍射效應(yīng)并在系統(tǒng)中包括散焦或腰移，可以進一步減小幾何光學(xué)優(yōu)化給出的最小光斑尺寸。

摘要對于天文望遠鏡，激光引導(dǎo)星通常用于校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確地設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)以產(chǎn)生和控制激光引導(dǎo)星的尺寸，必須考慮激光束的衍射效應(yīng)。在本例中，分析了這種系統(tǒng)的經(jīng)典設(shè)計。然后，通過考慮衍射效應(yīng)并在系統(tǒng)中包括散焦或腰移，可以進一步減小幾何光學(xué)優(yōu)化給出的最小光斑尺寸。

在這種情況下，我們將堆棧加載到一般光學(xué)設(shè)置中的一個光柵組件中，以便模擬整個系統(tǒng)。有關(guān)詳細信息，請參閱：用于通用光學(xué)系統(tǒng)的光柵元件微結(jié)構(gòu)晶片的角度響應(yīng)該光柵組件使用傅里葉模態(tài)法(FMM)，也稱為嚴格耦合波分析(RCWA)，其運作在k域中。當(dāng)入射大NA光束時，需要考慮在k域中有足夠數(shù)量的采樣點來解決角度敏感效應(yīng)。

摘要對于天文望遠鏡，激光引導(dǎo)星通常用于校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確地設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)以產(chǎn)生和控制激光引導(dǎo)星的尺寸，必須考慮激光束的衍射效應(yīng)。在本例中，分析了這種系統(tǒng)的經(jīng)典設(shè)計。然后，通過考慮衍射效應(yīng)并在系統(tǒng)中包括散焦或腰移，可以進一步減小幾何光學(xué)優(yōu)化給出的最小光斑尺寸。

摘要 對于天文望遠鏡，激光引導(dǎo)星通常用于校正大氣畸變。這種人造恒星圖像通常由高功率激光束在幾十公里之外拍攝。為了精確地設(shè)計光學(xué)系統(tǒng)以產(chǎn)生和控制激光引導(dǎo)星的尺寸，必須考慮激光束的衍射效應(yīng)。在本例中，分析了這種系統(tǒng)的經(jīng)典設(shè)計。然后，通過考慮衍射效應(yīng)并在系統(tǒng)中包括散焦或腰移，可以進一步減小幾何光學(xué)優(yōu)化給出的最小光斑尺寸。

摘要：本文利用三維相干矢量（9×1矩陣）構(gòu)建了一種新型三維偏振代數(shù)，可用于計算所有偏振敏感光學(xué)系統(tǒng)的偏振特性，尤其適用于入射光場為部分偏振或非偏振的情況。基于該三維偏振代數(shù)，我們對高數(shù)值孔徑（NA=1.25油浸式）顯微物鏡的偏振特性進行了理論分析，并采用商用軟件VirtualLab Fusion對該高數(shù)值孔徑光學(xué)系統(tǒng)進行了偏振仿真。