摘要
為您的光學(xué)仿真提供最大的多功能性是我們的宗旨之一。 在本教程中，我們將介紹可編程探測器：可以最大限度地靈活地訪(fǎng)問(wèn)矢量場(chǎng)中包含的任何物理信息或到達探測器的光線(xiàn)（取決于模擬引擎）。 我們在這里使用一個(gè)簡(jiǎn)單的編程示例來(lái)說(shuō)明其操作流程。
可編程探測器所在位置：目錄
可編程探測器所在位置：光學(xué)系統
關(guān)于光表征的注釋
在物理光學(xué)中表示光的矢量電磁場(chǎng)在VirtualLab Fusion中始終可以通過(guò)系統進(jìn)行追跡。
•從計算效率的角度來(lái)看，為了使這種方法更實(shí)用，最重要的是擁有一套多樣化的數學(xué)技術(shù)（高效傅里葉變換算法，插值和擬合方法，異構采樣機制等）。
•在當前版本的VirtualLab Fusion中，該技術(shù)由多個(gè)模擬引擎的共同呈現：
- 光線(xiàn)追跡：純光線(xiàn)追跡，產(chǎn)生2D和3D結果
- 經(jīng)典場(chǎng)追跡：可處理等距采樣的EM場(chǎng)數據
- 第二代場(chǎng)追跡：還能夠處理非等距的EM場(chǎng)數據
•這與可編程探測器相關(guān)：探測器的良好實(shí)施需要考慮不同引擎中的光線(xiàn)表現方式！
關(guān)于光表征的注釋
•此外，為了表達光的一系列重要物理屬性（部分相干，例如，無(wú)論是時(shí)間還是空間），VirtualLab使用模態(tài)分解。
•可通過(guò)一系列索引在可編程探測器中訪(fǎng)問(wèn)不同的模態(tài)。
•如果要可編程探測器呈現要求的正確物理特性，則考慮不同的模態(tài)也是至關(guān)重要的！
編寫(xiě)代碼：等距場(chǎng)數據
•可編程探測器提供兩種不同的編程控制設置。 這些與模擬引擎有關(guān)。 第一個(gè)標題為等距場(chǎng)數據的代碼段，處理在等距矩形x，y網(wǎng)格上采樣的電磁場(chǎng)對象。
•這是麥克斯韋方程的直接結果，在均勻介質(zhì)中，六個(gè)電磁分量中只有兩個(gè)是獨立的; 因此，到達探測器的僅由Ex和Ey分量組成，所有其他分量因此可以明確地按需計算。
•根據輸入場(chǎng)的偏振特性，Ex和Ey可以是兩個(gè)獨立的函數（局部偏振），也可以通過(guò)常數Jones'向量（在x和y是常數）從單個(gè)場(chǎng)函數U獲得，因此Ex = Jx * U和Ey = Jy * U。
提示：全局參數（Global Parameters），代碼段幫助（Snippet Help），高級設置選項卡（Advanced Settings tabs）和界面的其他方面與VirtualLab中的其他可編程元件一致。
編寫(xiě)代碼：等距場(chǎng)數據
•右側面板顯示可用的獨立參數列表。
•IndexOfDetector和IndexOfLinkage指的是包含相關(guān)探測器的光學(xué)系統配置中的相應元件。
•SystemTemperature和SystemPressure是整個(gè)系統的參數，其值可以在代碼中用于實(shí)現與溫度和壓力相關(guān)的響應。
•AutomaticFieldSize，...，ManualNumberSamplingPoints是影響最終等距采樣場(chǎng)結果的參數，其值可在探測器配置對話(huà)框的“探測器窗口”和“分辨率”選項卡中進(jìn)行修改。
提示：全局參數（Global Parameters），代碼段幫助（Snippet Help），高級設置選項卡（Advanced Settings tabs）和界面的其他方面與VirtualLab中的其他可編程元件一致。
編寫(xiě)代碼：等距場(chǎng)數據
•ResolveLinearPhase和ResolveRelativePosition是標志，其值可在探測器配置對話(huà)框的“探測器函數”選項卡中進(jìn)行修改。 它們表明用戶(hù)希望保持存儲在光場(chǎng)內部坐標系中的線(xiàn)性相位和位置移位，或相反地，精確地分辨（這導致更高的采樣要求，如Shannon-Nyquist所示）。 程序員有責任實(shí)現能夠以某種方式正確反映這些愿景的代碼。
•InputField表示到達探測器的光場(chǎng)（等距采樣）。 遵循VirtualLab的模式概念，它由一組完全自相關(guān)的電磁模式組成，它們之間可以表現出不同的相干特性，如實(shí)地模擬物理場(chǎng)的相干特性。
•ParentLightPath是指包含相關(guān)探測器的光學(xué)系統。 使用Snippet Body將支持函數中的部分代碼分組。
提示：全局參數（Global Parameters），代碼段幫助（Snippet Help），高級設置選項卡（Advanced Settings tabs）和界面的其他方面與VirtualLab中的其他可編程元件一致。
編寫(xiě)代碼：非等距場(chǎng)和光線(xiàn)數據
•可編程探測器中的另一個(gè)編程對話(huà)框處理非等距采樣的場(chǎng)數據和光線(xiàn)。
•右側的面板再次顯示可用的獨立參數列表。
•與等距采樣場(chǎng)的代碼段的唯一區別在于InputField被RayTracingResult替換。
•不要讓RayTracingResult這個(gè)名字欺騙你！ 這種術(shù)語(yǔ)已經(jīng)過(guò)時(shí)，將在未來(lái)的版本中逐步淘汰。
•對于非等距場(chǎng)，矢量場(chǎng)樣本可能與光線(xiàn)樣本重合。 因此，當所選引擎是第二代場(chǎng)追跡時(shí)，此代碼段可以返回光線(xiàn)信息（如果使用光線(xiàn)追跡引擎運行模擬）和物理光學(xué)結果。 程序員有責任考慮這兩種情況。
輸出
•對于兩種代碼段，可編程探測器必須返回DetectorResultObject []數組。
•此類(lèi)對象可以包含
- 物理量值：例如，計算功率的探測器
- 2D圖形表示：想象一個(gè)探測器，顯示探測器平面中的所有六個(gè)電磁分量。
•每一個(gè)DetectorResultObject [i]對應于一個(gè)物理量大小或一個(gè)2D圖形。
•可編程探測器的結果可用于參數掃描或參數優(yōu)化！
•自定義探測器可以保存在目錄中供以后使用。
編程探測器探測入射光譜中的最小和最大波長(cháng)
要求的自定義探測器的規格
•本例程產(chǎn)生的自定義探測器必須適用光線(xiàn)和場(chǎng)追跡兩個(gè)引擎。
•可編程探測器將產(chǎn)生至少三個(gè)結果：
- 光譜中的樣本總數
- 光譜中存在的最小波長(cháng)的值
- 光譜中存在的最大波長(cháng)的值
•此外，還將包含用戶(hù)控制的布爾參數。
•此布爾參數將允許用戶(hù)選擇是否要返回其他結果：此附加結果對應于到達探測器的光（光線(xiàn)或場(chǎng)）。
可編程探測器所在位置：目錄
可編程探測器所在位置：光學(xué)系統
可編程探測器：全局參數
•點(diǎn)擊打開(kāi)“編輯”對話(huà)框后，轉到“全局參數”選項卡。
•在那里，添加和編輯一個(gè)全局參數：
- Boolean ShowLight = false（false，true）：用戶(hù)定義的參數，用于表示確定到達探測器的光（矢量場(chǎng)或光線(xiàn)）是否將作為探測器結果與光譜中波長(cháng)最小值和最大值一起返回。。
•請注意，“全局參數”，“代碼段幫助”和“高級設置”選項卡以及“代碼段分段（Snippet Body）”在兩種控制模式（等距采樣場(chǎng)，光線(xiàn)和非等距采樣場(chǎng)）共享和共用。
提示：此處可以添加一些陳述文本以便其他使用者理解和使用該代碼段。
可編程探測器：代碼段幫助（Snippet Help）
•可選功能“Optional”：您可以使用“代碼段幫助”選項卡編寫(xiě)指令，說(shuō)明以及與代碼段相關(guān)的一些元數據。
•此選項對于使用可編程元件跟蹤進(jìn)度非常有用。
•當可編程元件被發(fā)送給其他用戶(hù)處理時(shí)，它的作用發(fā)揮得尤為明顯！
可編程探測器：編寫(xiě)代碼（1）
可編程探測器：編寫(xiě)代碼（2）
可編程探測器：比較代碼段
•變量需要在兩個(gè)代碼段中分別獨立聲明。
•甚至可以使用不同的命名法！
•程序員有責任確保代碼在兩個(gè)代碼段中以相同的方式運行。
•在所有全局參數（包括用戶(hù)定義的參數）中，只有一個(gè)與代碼段相關(guān)：與光表示相對應的參數（InputField RayTracingResult）
可編程探測器：使用您的代碼段（Snippet）
將自定義探測器保存到目錄
可編程探測器的輸出
測試代碼!
測試代碼!
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