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這篇Blog介紹了 OpticStudio 中的原生體積全像模擬功能，該功能可以在考慮其物理特性的情況下，在序列模式下對全像光柵進行全面模擬和分析。在非序列模式下也透過使用 DLL 展示了相同的功能。這些分析對於設計用於虛擬實境 (VR) 和增強實境 (AR) 的抬頭顯示器 (HUD) 和頭戴型顯示器 (HMD) 等系統非常重要。我們將介紹模型中使用的理論和參數。

像圖像模擬或相對照明這樣的分析是不可能的。Figure 2 工作流程的增強版本，如圖1所示。在製造之前，設計人員可以使用POP和FDTD來檢查最終的PSF。

ScrewPlus 是一個強大的工具，可模擬經過實體輸送（塑料輸送段）、熔化（過渡段）及泵取（計量段）從實體狀態到熔化狀態的整個塑化製程。它可提供熔化的真實溫度，並自動在 Moldex3D「加工精靈」中自動更新此資訊，以進一步模擬。一般用途螺牙使用 ScrewPlus 模擬螺桿塑化的基本需求是螺牙幾何、材料與製程條件。螺桿幾何：1.

在這種情況下，應使用高斯束腰光束選項來模擬光束模式。雷射的一般輸出可以從近軸波動方程的解中找到。對於雷射增益孔徑中的矩形、圓形和橢圓對稱性，已經找到了該方程的三組正交解。所有這三種解決方案都可以在物理光學傳播 (POP) 中的 OpticStudio 中建模。一旦確定了由這些解決方案中的任何一個定義的光束的輸入分佈，就會使用 POP 將光束傳播通過感興趣的光學系統。

目錄 動態多模分析和調Q運轉模擬 1 1.介紹 1 2.激光器連續輸出時輸出功率，模式競爭，和光束質量的模擬 2 3.Q開關運轉模擬 6 4.光闌影響模擬 10 5.結論 12 1.介紹 動態多模分析的目的是進行激光多模和激光調Q運轉分析。激光腔內橫模結構近似為HG和LG模式。

如果需要傳輸空間相干性差的光，則需要多模光纖。例如，典型的高功率激光二極管的輸出就是這種情況，例如二極管條。盡管它們的輸出功率只有很小一部分可以發射到單模光纖中，但對于纖芯足夠大和/或 NA 高的多模光纖來說，發射效率非常高。另一個例子是使用發光二極管( LED ) 代替激光二極管作為光纖鏈路中的廉價信號源。

在模擬的過程中，會將入射光因為元件表面鍍膜、反射和吸收而造成的能量損耗納入考量。一般的情況下，OpticStudio可以對大多數的鍍膜或雙折射材料進行完整的分析。但有時因為分類數據報告(Prescription data)不夠齊全，在進行模擬時會需要簡化後的模型。舉例而言，當我們無法得到真實的鍍膜資訊時，OpticStudio中的理想(IDEAL)和表定(TABLE)鍍膜設定就可以派上用場。

智慧型手機鏡頭模組用於智慧型手機相機的鏡頭模組非常複雜，每個模組都包含多個鏡頭元件。追求更好的成像性能，加上需要模組盡可能小以增強手機的美感，需要復雜的設計形式。透鏡的形狀通常是高度非球面的。注塑成型塑料通常用於以低成本大批量生產此類鏡片。設計需求智慧型手機鏡頭通常必須在寬視野和低 f 值下工作。隨著手機變得更薄，軌道總長度通常小於 5 毫米。

FEA結果的可視化 92.7.1. 3D觀察器 92.7.2. 2D數據分布和拋物線擬合 102.8. 高斯模的計算 102.9. 在模式圖中插入晶體 113. 調整腔參數 124. 激光腔特性分析工具 144.1. 激光腔穩定性分析 144.2. 高斯橫模的分布以及與泵浦光分布的重疊顯示 144.3. 計算激光功率輸出 155.

垂直腔面發射激光器（VCSEL）是一種二極管激光器，其發射的近高斯光束垂直于芯片頂面。與傳統的邊緣發射激光器（光發射于芯片的一兩個邊緣）相比，VCSEL在制造和性能方面具有諸多優勢。在本例中，我們將介紹如何構建VCSEL結構，并模擬和分析反射率、模式和頻率。

聚焦TEM00模式的能量密度可視化 考慮一個來自氦氖激光器的TEM00光束，入射到一個雙凸球面透鏡上，其中束腰也位于透鏡上。在圖1中，FRED的可視化視圖顯示(Show in Visualization View)功能用來顯示附加在光源上分析面的能量密度計算。

目錄動態多模分析和調Q運轉模擬 11.介紹 12.激光器連續輸出時輸出功率，模式競爭，和光束質量的模擬 23.Q開關運轉模擬 64.光闌影響模擬 105.結論 12 1.介紹動態多模分析的目的是進行激光多模和激光調Q運轉分析。激光腔內橫模結構近似為HG和LG模式。

可計算單模工作和多模工作的輸出激光功率。圖18中繪出了多模工作的輸出激光功率圖。我們先從單模工作的計算開始。作為入射泵浦功率的一個函數，輸出激光功率可以通過按下“Plot”按鈕開始計算。按下“Adjust Range”按鈕可以調整繪出曲線和坐標軸限制相適應。在計算過程中，對熱透鏡作用做了如第三章“Modifying cavity parameters”中描述的線性調整。

幸運的是，單模光纖的基模在大多數情況下具有接近高斯光束的輪廓（對于穩健的引導，具有足夠大的 V 值），并且高斯光束可以很好地近似于大多數單模光纖的輸出模 激光器。所以剩下的任務是：正確聚焦激光束，使光束半徑接近光纖模式的半徑，將光纖末端放置在光束焦點（光束腰）處，以及對準光纖，使光束焦點以正確的方向撞擊光纖芯。顯然，入射光束的位置誤差與模式半徑相比應該很小。

為了比較模式的寬度，我們在一個后處理中輸出了計算的本征模在活動區的切片上。 為了在Matlab?或Octave中可視化，我們提供了一個小腳本plot_slice.m可以用來繪制模態的輸出截面: 將參考模(紅色)和溫度依賴模(藍色)繪制成同一圖，可以清楚地觀察到熱透鏡效應：

為了比較模式的寬度，我們在一個后處理中輸出了計算的本征模在活動區的切片上。 為了在Matlab?或Octave中可視化，我們提供了一個小腳本plot_slice.m可以用來繪制模態的輸出截面: 將參考模(紅色)和溫度依賴模(藍色)繪制成同一圖，可以清楚地觀察到熱透鏡效應：

不穩定激光諧振腔的優點和局限性 雖然大多數激光諧振腔被設計為穩定諧振腔，但不穩定諧振腔在某些情況下具有顯著的優勢。特別是，它們可以幫助生成激光束非常高光功率并且仍然相對較高光束質量。在這種情況下穩定諧振腔的一個常見問題是諧振腔模無法實現，或者這種模式對以下干擾非常敏感熱透鏡化或者角誤差。

根據激光裝置的各種細節，波長可能會產生顯著的跳變，這些跳變之間只有微小的變化，或者它可以像鋸齒曲線一樣變化。 模式跳變也會產生激光噪聲，如強度噪聲和其他參數的噪聲，特別是在模式跳變頻繁的情況下。避免模式跳變 當激光諧振腔具有較大的自由光譜范圍，即其基模的頻率間隔較大時，通常更容易避免跳模。

在像差方面，彗差會隨視場角的變化而線性增加，而像散則是呈二次方增加。但人眼系統具有相對較小的光瞳尺寸，因此在此類系統的設計上，一般會認為球差和彗差並不十分重要。同理，其餘的像差在此也可先行忽略。隨著自由曲面製程技術的演進，光學設計者得以摒除許多以往的限制條件。同時，OpticStudio具有優越的運算能力，可以進行規模較大的系統和更多影像參數的模擬。