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2、SHPB原理 常規霍普金森桿SHPB（仿真）結構 如圖所示，常規的SHPB仿真模型結構主要包含撞擊桿、入射桿、透射桿、試樣，有時為了進行波形整形會使用整形器（整形片）。

Zemax作為應用廣泛的光學系統設計與仿真平臺，憑借其強大的建模能力、準確的仿真算法和全流程優化工具，成為光束整形系統研發的核心驅動力。本文結合現有學術研究成果，解析Zemax在靜態與動態光束整形技術中的應用價值。光束整形技術激光器輸出的高斯光束呈中心強、邊緣弱的鐘形分布，能量利用率低的短板嚴重制約其在高端應用中的表現。

1.2.總體功能本插件涵蓋SHPB仿真全流程，建模除了包含撞擊桿-入射桿-透射桿和圓柱試樣外，還包含整形片和吸收桿，示例材料包含鋼材、鋁合金、銅，部分本構參數包含金屬線彈性、J-C塑性和J-C損傷、韌性損傷等，能輸出入射桿、透射桿件中間點位置的（工程）名義應變、真實應變、真實應力的時域曲線，主要功能如下：①建模包含撞擊桿、整形片、入射桿、透射桿、吸收桿；②在插件界面設置好參數后，一鍵全流程仿真

VirtualLab是由LightTrans International(Jena, Germany; www.lighttrans.com)開發的物理光學仿真工具，可以用于大多數DOE元件（包括分束器和光束整形器）的仿真，利用這款軟件，我們在Holo / Or的團隊研究了USP激光器對DOE功能的影響。

②試樣：材料選擇1100-H14鋁合金，使用Johson-Cook本構模型，參數如下： 1.3 仿真結果反射式SHTB的撞擊桿可以使用整形片進行波形整形，Model-1-S模型使用整形片減少波形彌散，Model-1-L模型使用等效載荷，通過增加上升\下降沿時長（50e-6s）達到了與使用整形片同樣效果減少了波形彌散，兩個模型結果一致。

VirtualLab是由LightTrans International(Jena, Germany; www.lighttrans.com)開發的物理光學仿真工具，可以用于大多數DOE元件（包括分束器和光束整形器）的仿真，利用這款軟件，我們在Holo / Or的團隊研究了USP激光器對DOE功能的影響。

均勻化的概念VirtualLab光學仿真和設計軟件能夠設計用于LED和準分子激光均勻化和整形的照明系統。

空間光調制器(SLM.0003 v1.0)應用示例簡述1.系統細節?光源—高斯激光束?組件—反射型空間光調制器組件及后續的2f系統—不同的傅里葉透鏡設計(球面，非球面) 具有不同的性能和像差?探測器—視覺感知的仿真—高帽，轉換效率，信噪比?建模/設計—場追跡：?基于不同性能傅里葉透鏡的SLM光束整形系統的性能評估。

②試樣：材料選擇1100-H14鋁合金，使用Johson-Cook本構模型，參數如下： 表1 2.3 仿真結果 直接式SHTB的撞擊桿法難以使用整形片或者異形撞擊桿進行波形整形，可以利用等效載荷法進行波形設置，以減少彌散。

說明：光源 說明：光束整形元件 說明：定義優化函數 說明：探測器 結果：整形光束&轉換值 文件&技術信息近期推薦： 高速物理光學仿真軟件-VirtualLab Fusion基礎培訓2018.1.22-1.23上海：http://www.honglun-seminary.com

光束整形＞衍射光學 任務/系統描述 亮點 ?對使用空間光調制器（SLM）的光束整形進行仿真?研究不同透鏡的像差對光束整形質量的影響 說明：光源 說明：SLM像素陣列 說明：真實透鏡#1 說明：真實透鏡#2 說明：真實透鏡

光束整形＞衍射光學 任務/系統描述 亮點 ?對使用空間光調制器（SLM）的光束整形進行仿真?研究不同透鏡的像差對光束整形質量的影響 說明：光源 說明：SLM像素陣列 說明：真實透鏡#1 說明：真實透鏡#2 說明：真實透鏡

VirtualLab Fusion多元化光學仿真平臺的應用領域VirtualLab Fusion能夠實現多元化光學的建模和仿真，已廣泛的應用于高校、研究所以及各知名光學企業。其主要應用領域如下：1.光束整形VirtualLab Fusion能夠使用自由曲面，衍射光束分束器與圖案生成器，擴散器和常規陣列微光學元件（包括但不局限于微透鏡陣列）實現光束整形。

? 允許仿真衍射光學元件產生的效應。

在仿真的幫助下，他們正在探索紅外脈沖微整形、熱退火和激光化學氣相沉積（L-CVD）等方法。多物理場仿真提供了一種解決方案 仿真研究的第一步是了解熔融石英在不同溫度下暴露在激光束下的行為。研究團隊利用 COMSOL Multiphysics 的內置功能，同時模擬了多種物理現象，包括流體流動、傳熱、質量傳遞、結構力學和化學反應等。

衍射分束器的仿真衍射光束整形器衍射光束整形器會改變具有高斯強度分布的激光光束的相位分布和強度，也就是說，光束的亮度在中心最強，向邊緣平滑遞減，呈現出曲線分布。衍射光束整形器可調控輸入光束的特性，以改變輸出光束的形狀。輸出光束通常為環形或矩形，但也可以獲得其他光束幾何結構輪廓。衍射光束整形器可用于光刻、全息照明、光學傳感器、生物醫學應用和激光材料加工等領域。

案例139（3.2） 1.關于公差模擬?公差仿真的目的是為了研究制造和對齊公差對一個光學系統性能的影響。?單參數的公差模擬沒有考慮多個不同參數之間的補償或放大效應對系統性能的影響。?VirtualLab Fusion的參數運行文檔提供了幾種模式，允許對任意數量的參數進行公差分析。

? 在優化的幫助下，可對指定區域填充因子進行研究(該仿真仍需約256GB的內存)。 8. 總結考慮SLM像素間隔來研究空間光調制器的性能。 第1步將像素間隔引入到一個先前設計的用于光束整形的SLM透射函數。 第2步分析不同區域填充因子的對性能的影響。

190 6.1.1 使用相干光的馬赫-澤德干涉儀 190 6.1.2 白光邁克爾遜干涉儀 202 6.1.3 F-P干涉儀 220 6.2 顯微鏡模擬仿真 228 6.2.1 高數值孔徑顯微鏡模擬仿真及研究 228 6.3 單色儀和光譜儀模擬仿真 239 6.3.1 切爾尼-特納單色儀—衍射效率分析 239 6.3.2