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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(duì)全像光柵進(jìn)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(duì)於設(shè)計(jì)用於虛擬實(shí)境 (VR) 和增強(qiáng)實(shí)境 (AR) 的抬頭顯示器 (HUD) 和頭戴型顯示器 (HMD) 等系統(tǒng)非常重要。我們將介紹模型中使用的理論和參數(shù)。

Figure 3 菲涅耳波帶片系統(tǒng)佈局圖但是，如果現(xiàn)在使用POP分析建模相同的情況，則將觀察到光束開始聚焦在成像表面上，如圖4所示。在這裡，我們從束腰尺寸為2.6 mm的高斯光束開始並將光束聚焦下降到束腰約0.4毫米的斑點(diǎn)。此範(fàn)例說明只能使用POP模擬這種類型的結(jié)構(gòu)。Figure 4 菲涅耳波帶片在成像平面上的 POP結(jié)果。

在這種情況下，應(yīng)使用高斯束腰光束選項(xiàng)來模擬光束模式。雷射的一般輸出可以從近軸波動(dòng)方程的解中找到。對(duì)於雷射增益孔徑中的矩形、圓形和橢圓對(duì)稱性，已經(jīng)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(xué)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(gè)定義的光束的輸入分佈，就會(huì)使用 POP 將光束傳播通過感興趣的光學(xué)系統(tǒng)。

在OpticStudio中，Jones Matrix表面可以用來表示偏振元件。這篇文章將提供一些使用上的範(fàn)例。簡(jiǎn)介偏振態(tài)分析(polarization analysis)可以作為一般光線追跡的進(jìn)階功能。在模擬的過程中，會(huì)將入射光因?yàn)樵?em>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(duì)大多數(shù)的鍍膜或雙折射材料進(jìn)行完整的分析。

分布情況 高斯熱源的能量分布并非均勻的，而是集中在一個(gè)較小的區(qū)域內(nèi)，并以中心為峰值向四周逐漸衰減。這種非均勻的分布特點(diǎn)使其能夠模擬諸如激光焊接、電子束焊接等局部集中加熱的過程。 應(yīng)用案例 在焊接工藝中，高斯熱源常用于模擬焊接過程中的熱輸入。

光束輪廓基本上是從具有完全隨機(jī)相位值（導(dǎo)致巨大發(fā)散）的超高斯強(qiáng)度輪廓開始制作的，然后在傅里葉域中使用另一個(gè)超高斯函數(shù)進(jìn)行濾波，并再次應(yīng)用超高斯濾波器在空間域。 角度分布導(dǎo)致復(fù)雜的強(qiáng)度變化。對(duì)于相同的光束質(zhì)量，非單色光束的強(qiáng)度分布可能更平滑：雖然每個(gè)波長(zhǎng)分量都有一個(gè)復(fù)雜的分布，但這些波動(dòng)可以平均成一個(gè)平滑的整體分布。

使用高級(jí)光線追跡特性，光源光線傳播到小孔平面，這允許了光線追跡方面的控制，如序列或非序列、交點(diǎn)數(shù)和開始和停止表面。高級(jí)光線追跡對(duì)話框如圖5所示，小孔平面選擇為光線停止表面（Ray Stop Surface）。 圖5 顯示了多種可選的高級(jí)光線追跡對(duì)話框，小孔平面設(shè)置為停止表面。 4. 使用標(biāo)量相干場(chǎng)計(jì)算來獲得小孔平面處的場(chǎng)。

由于光束是高斯光束，因此遠(yuǎn)視場(chǎng)圖像的形狀也是高斯的。轉(zhuǎn)到 MDI 對(duì)話框，選擇 PSPRD 圖。實(shí)際上，我們看到根本沒有衍射環(huán)！這是高斯光束的特性。衍射主要發(fā)生在光束的邊緣，如果該邊緣非常模糊，則下降到比中心低得多的值，則邊緣處的衍射不起作用。要了解有關(guān)高斯光束，包括非圓光束和光束質(zhì)量的影響，請(qǐng)?jiān)诿畲翱谥墟I入 HELP OBG。

在「加工精靈」中，您可以進(jìn)入 ScrewPlus 模組以指定螺桿特性，編輯螺桿的製程操作條件、使用 ScrewPlus 求解器模擬螺桿製程、視覺化熔化結(jié)果，然後更新更真實(shí)的熔化溫度，以進(jìn)行進(jìn)一步的射出成型程序。完成 ScrewPlus 模擬後，您必須回到「加工精靈」完成射出成型規(guī)格。接著您可以加入塑化螺桿的效應(yīng)，來執(zhí)行射出成型條件的一般模擬。

對(duì)稱面繞任何軸旋轉(zhuǎn),非它的對(duì)稱軸■ 非正式:任何非傳統(tǒng)的表面(如 NURBS、超高斯變形面)■ 越來越多地用于光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì): 非成像:接近規(guī)范 成像:越來越多的用于校正像差高斯疊加面的定義應(yīng)用案例激光光束整形光源：高斯光束TEM00 目標(biāo)：平頂光束均勻分布 方法：超高斯曲面可用來整形高斯光束輪廓

2.8 計(jì)算高斯模用高斯模運(yùn)算法則來處理FEA計(jì)算結(jié)果，由溫度感應(yīng)出的折射率和棒端面的形變必須作光軸橫向的拋物線擬合。“Range of Fit”必須預(yù)先定義，該參數(shù)是取決于所希望的模的光斑尺寸，通常是比晶體半徑小很多的，我們選擇0.8作為擬合范圍。

該研究利用高階微分器的濾波特性，構(gòu)建了一種新型超分辨率探測(cè)器：原理：將兩個(gè)點(diǎn)光源的高階微分信號(hào)與單模光纖（僅支持基模高斯光）耦合，通過測(cè)量功率變化反推光源間距。結(jié)果：實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了0.015倍瑞利距離（約5 μm）的分辨能力，且三階微分比一階微分靈敏度更高（圖4）。

基模及高階模高斯光束傳播分析 FRED對(duì)分析面的方向設(shè)置無限制，因此可以計(jì)算沿著傳播方向的能量密度，如圖是拉蓋爾高階模式縱向和橫向的能量密度分布。干涉儀 如下圖所示是干涉儀的3D視圖顯示，我們可以實(shí)時(shí)的查看干涉圖樣的變化。 衍射仿真 FRED能夠模擬計(jì)算孔徑、擋板和葉片等產(chǎn)生的衍射效應(yīng)和對(duì)光機(jī)系統(tǒng)的影響，使得對(duì)于光機(jī)系統(tǒng)的模擬更接近現(xiàn)實(shí)。

、對(duì)于SMF-28，Zemax POP 中的高斯源與給定模場(chǎng)直徑MFD的光纖模式相當(dāng)。因此，在這種情況下，F(xiàn)DE模型是一個(gè)可選步驟；然而，在非標(biāo)準(zhǔn)單模光纖中，求解出來的模式與標(biāo)準(zhǔn)高斯模式有很大不同，使用 FDE 求解就至關(guān)重要。步驟2：Zemax OpticStudio 物理光學(xué)傳播POP求解微透鏡對(duì)準(zhǔn)1. 使用Ansys Zemax Opticstudio打開文件2.

多模光纖耦合16. 實(shí)例:多模光纖耦合工具箱17. 激光、光纖在NSC建模18. 非序列高斯光源,激光二極管物體19. 非序列光纖模型20. 非序列光纖模型創(chuàng)建的嵌套規(guī)則21. 實(shí)例：光纖耦合器公差分析22.

高斯模的計(jì)算為了對(duì)FEA結(jié)果使用高斯模算法，熱致折射率分布和熱致晶體端面畸變分布必須沿光軸橫向按拋物線型擬合。首先，如果模的預(yù)期光斑大小比晶體直徑小得多，對(duì)話框“Range of Fit”就必須定義?，F(xiàn)在這個(gè)例子我們就使用默認(rèn)設(shè)置。

同時(shí)，OpticStudio具有優(yōu)越的運(yùn)算能力，可以進(jìn)行規(guī)模較大的系統(tǒng)和更多影像參數(shù)的模擬。得益於此，眼科鏡片的設(shè)計(jì)可以有更進(jìn)一步的改善，我們將在以下的文章中詳述。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式對(duì)於人眼而言，存在一個(gè)虛擬的“遠(yuǎn)點(diǎn)”，這個(gè)點(diǎn)代表了我們可以清楚看到物體的極限距離。在這個(gè)點(diǎn)之外的景物，將會(huì)成像於視網(wǎng)膜前方。當(dāng)眼球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)遠(yuǎn)點(diǎn)的距離不會(huì)改變，因此會(huì)以這個(gè)距離為半徑形成一個(gè)“遠(yuǎn)點(diǎn)球”。

相干光源定義 在FRED中有一些默認(rèn)的光源，包括平行光源，點(diǎn)光源，高斯TEM00模激光束和激光二極管光束。相干的高斯He-Ne激光束用于這個(gè)例子。一個(gè)高斯光束的輸入?yún)?shù)有光束大?。ㄊ肟讖剑⒕W(wǎng)格大?。ㄔ诓蓸悠矫嫣幍难堪肟讖剑┖驼麄€(gè)平面上點(diǎn)的數(shù)目。一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則是設(shè)定光束大?。ㄊ霃剑榫W(wǎng)格尺寸的一半。

本教程包含以下部分：① 玻璃光纖中的導(dǎo)光② 光纖模式③ 單模光纖④ 多模光纖⑤ 光纖末端⑥ 光纖接頭⑦ 傳播損耗⑧ 光纖耦合器和分路器⑨ 偏振問題⑩ 光纖的色散? 光纖的非線性? 光纖中的超短脈沖和信號(hào)? 附件和工具這是 Paschotta 博士的無源光纖教程的第 1 部分第一部分：玻璃光纖中的導(dǎo)光

示例系統(tǒng)為一個(gè)前表面為偶次非球面面型的平凸透鏡。優(yōu)化變量為曲率、圓錐系數(shù)和偶次非球面的系數(shù)。系統(tǒng)工作波長(zhǎng)為0.623μm（HeNe），玻璃材料為 N-BK7。在主菜單中，點(diǎn)擊 Macros/Beam Homogenizer。在執(zhí)行完宏程序后，草圖窗口應(yīng)如下所示：需要注意的是，輸入光的切趾為高斯型但輸出光為均勻分布。