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物理光學傳播幫助文件因此，在閱讀這一系列文章之前，請先閱讀OpticStudio提供的資料（幫助手冊）中有關物理光學傳播的內容。

附件下載聯系工作人員獲取附件本系列文章將介紹如何使用OpticStudio中的物理光學傳播（POP）工具計算電場在自由空間中傳播的狀況。本文主要介紹如何查看光束強度以及與強度有關的問題。概要這一系列的文章一共有三篇，本文是其中的第二篇。在這三篇文章中，我們將通過一個例子來闡述如何正確使用POP。

用表示的平面波通過與傳播因子相乘，在距離z上傳播(3)表示折射率為n的均勻介質中的波數，c為光的真空速度。最后，利用逆傅里葉變換將所有平面波疊加，從而得到SPW傳播算子，(4) 從物理角度來看，SPW算子對任何傳播距離z和任何空間頻率矢量k[5]都是有效的。然而，對于長的傳播距離，采樣公式（4）的數值工作量太大。

這種模擬技術的一個重要部分是諧波場在均勻介質中的傳播。然而，能夠快速、準確地模擬一般光場在自由空間中的傳播仍然是一項具有挑戰性的任務。常用的算法只能做到快速或者只是準確。 在本文中，我們沒有進一步的物理近似，介紹了四種新的算法，基于平面波（SPW）算子的角譜，有效地計算包含平滑但強相位項的非傍軸矢量光場的傳播。根據光滑相位項的形狀，可以使用不同的傳播算子。

半解析SPW算子 首先，我們將導出包含光滑球面相位項的場的半解析傳播算子。在1989年 MurSuriPur[6]中擴展了經典的菲涅耳傳播概念，超過了近軸情形。因此，首先推導了Mansuripur的傳播算子。之后，為了進一步提高算子的計算性能，引入了拋物線擬合法，并將其數值效率與基于SPW的傳播技術進行了比較。

在MNIST上，如果將訓練數據減少，activation learning的錯誤率明顯低于反向傳播，在600個訓練樣本的時候，反向傳播錯誤率是16.17%, activation learning是9.74%的錯誤率。我們繼續將測試圖片進行覆蓋或隨機添加線進行干擾，在很大的范圍內，activation learning的錯誤率只有反向傳播的一半左右。

介紹使用幾何光學追跡對光的傳播進行描述并不完善。嚴格來說，光的傳播是一個相干的過程。當一個波前在真空或光學介質中傳播時，其各部分之間會發生干涉。模擬此類相干的傳播便屬于物理光學的范疇。OpticStudio通過衍射算法對系統進行POP分析，模擬波前在光學系統里從表面到表面的傳播行為。該分析模式充分考慮了光的相干性。

因此，采用物理光學傳播（POP）方法來查看相位分布顯然是不切實際的。

動畫顯示感興趣頻率之一的傳播中的效果艙。很明顯，忽略聲學傳播中的艙室效應（左），聲波在介質中自由輻射。然而，包括機艙屬性在內，聲輻射更加復雜，因為它現在包括反射和吸收。

準確有效地模擬電磁場在自由空間中的傳播對于物理光學建模和設計至關重要。為此，VirtualLab Fusion的建模引擎使用基于空間-頻域（k域）分析的統一自由空間傳播概念。結合不同的傅里葉變換技術，它為自由空間傳播的不同情況提供了數值有效的解決方案。根據具體情況自動選擇合適的傅里葉變換算法。

摘要 準確有效地模擬電磁場的自由空間傳播是物理光學建模和設計的基礎。VirtualLab Fusion有一個統一的自由空間傳播概念，它是基于空間-頻率域(k域)分析的。結合不同的傅里葉變換技術，給出了不同自由空間傳播情況下的數值有效解，根據實際情況自動選擇合適的傅里葉變換。

摘要 準確有效地模擬電磁場的自由空間傳播是物理光學建模和設計的基礎。VirtualLab Fusion有一個統一的自由空間傳播概念，它是基于空間-頻率域(k域)分析的。結合不同的傅里葉變換技術，給出了不同自由空間傳播情況下的數值有效解，根據實際情況自動選擇合適的傅里葉變換。

對于此類結構的完整建模，光纖模式及其干擾的準確傳播是必要的。 在 VirtualLab Fusion 中，可以使用貝塞爾多項式和拉蓋爾多項式來描述單芯光纖和漸變折射率光纖的光纖模式。 所產生的模式也可以在同時考慮如大氣湍流等額外的影響下傳播。.

下面是我簡簡單單在FDTD中仿真的一個渦旋光的傳播。 渦旋光沿z軸向上傳播，兩側的4個動圖是不同z值時的XY面的光強分布，可以看到xy面上好像是一個厄密特光不停的旋轉，與一般印象中的”甜甜圈“狀渦旋光相去甚遠。

準確有效地模擬電磁場的自由空間傳播是物理光學建模和設計的基礎。VirtualLab Fusion有一個統一的自由空間傳播概念，它是基于空間-頻率域(k域)分析的。結合不同的傅里葉變換技術，給出了不同自由空間傳播情況下的數值有效解，根據實際情況自動選擇合適的傅里葉變換。

對于此類結構的完整建模，光纖模式及其干擾的準確傳播是必要的。在 VirtualLab Fusion 中，可以使用貝塞爾多項式和拉蓋爾多項式來描述單芯光纖和漸變折射率光纖的光纖模式。所產生的模式也可以在同時考慮如大氣湍流等額外的影響下傳播。

本案例基于 OAS 光學仿真軟件，針對左旋 90° 圓偏振點光源的傳播特性開展仿真分析，驗證偏振態在自由空間傳播中的穩定性，為后續復雜偏振光學系統的設計與優化提供基礎數據支撐。案例設置與操作模型構建創建點光源，偏振態設定為左旋 90° 圓偏振，波長選取可見光波段常用的 532nm，光強設定為 1mW，確保光源特性符合通用偏振實驗標準。

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