主辦單位：訊技光電科技（上海）有限公司

課程講師：訊技光電資深工程師

Optical modeling beyond ray tracing 超越光線(xiàn)追跡的光學(xué)模擬

現代光學(xué)系統包含了大量不同的光學(xué)元件，例如折射透鏡、衍射透鏡、混合透鏡、菲涅爾透鏡和漸變折射率透鏡，還包括衍射光學(xué)元件，如：擴散器、光束整形器、衍射光束分束器、計算機全息圖、相位板、光柵、自由表面元件和微透鏡陣列。另外，系統中可能涉及到具有不同特性的光源，譬如不同的相干度、顏色和偏振性。目前還沒(méi)有一種單一的算法可以實(shí)現對包含常規光學(xué)元件、微結構以及納米結構元件的混合系統進(jìn)行模擬。對于微結構、納米結構的元件，光線(xiàn)追跡雖然很快，但是不夠精確。一般來(lái)說(shuō)，嚴格的麥克斯韋方程求解算法如有限元算法（FEM）可以模擬計算所有的元件，但是涉及到整個(gè)系統的模擬計算時(shí)，就會(huì )對計算機性能提出過(guò)高的要求（即使考慮到計算機技術(shù)的最新發(fā)展）。除了計算機技術(shù)限制外，在傳播中只利用麥克斯韋方程求解來(lái)模擬傳播也是不合理的，例如：一束激光在通過(guò)透鏡時(shí)就不宜采用麥克斯韋方程來(lái)求解。對于系統的不同元件選擇合適的模擬技術(shù)可以更加高效和準確地進(jìn)行系統分析，例如：一束激光經(jīng)過(guò)透鏡時(shí)用幾何光學(xué)方法模擬；在焦點(diǎn)處用瑞利索墨非積分來(lái)模擬；聚焦過(guò)程中在一些微結構處散射效應可以用有限元法來(lái)模擬。在現代光學(xué)里，我們會(huì )遇到許多上述情形。在所有這些情形里，需要有一個(gè)關(guān)于多樣化的建模技術(shù)的平滑組合。這就要求有一個(gè)統一起來(lái)的光學(xué)模擬方法。場(chǎng)追跡正是用來(lái)應對這一挑戰的。

軟件介紹：

VirtualLab™是市場(chǎng)上唯一一個(gè)統一化的光學(xué)建模與分析平臺，該平臺保證了所有光源模擬和通過(guò)光學(xué)元件任意傳播方式的完全兼容。

課程描述：

本課程主要針對以前使用過(guò)或者是完全沒(méi)有使用過(guò)VirtualLab™5.4 或以前版本的客戶(hù)。主要是介紹怎樣使用場(chǎng)追跡對光的傳播建模，VirtualLab™用戶(hù)界面和使用光路流程圖對光學(xué)系統建模。此外，將講解微光學(xué)和激光系統的設計與分析。

課程大綱：

1.VirtualLab™軟件概況和基本操作簡(jiǎn)介

VirtualLab的菜單、視圖簡(jiǎn)介。
Virtuallab建模方式、視圖、數據數組、優(yōu)化和參數運行等基本模塊簡(jiǎn)介。
VirtualLab的數值取樣方法的簡(jiǎn)介。

2.Virtuallab光學(xué)系統建模簡(jiǎn)介-光源

Virtuallab的光源庫，包含基本光源、部分相干光源和可編程光源等。
部分相干光源建模：復色光源、系列簡(jiǎn)諧波的時(shí)間和空間相干性。
部分空間相干光源建模：準分子激光光束、LED、多模激光光束、超短脈沖激光。
光源的色彩顯示（復色光、單色光）和光源的波長(cháng)定義及波段。

3.Virtuallab光學(xué)系統建模簡(jiǎn)介-元件

Virtuallab的元件定義方式：通過(guò)面與面的組合來(lái)定義光學(xué)元件。
Virtuallab的元件庫簡(jiǎn)介----理想元件。
Virtuallab的元件庫簡(jiǎn)介----實(shí)際元件。
Virtuallab的元件庫簡(jiǎn)介----可編程元件。
Virtuallab的面型庫介紹----各種球面與非球面、周期和非周期表面、離散與高度棱廓表面、菲涅爾表面等。
Virtuallab的材料庫簡(jiǎn)介----豐富的材料庫且可以直接設置材料的各種屬性，包含肖特、豪雅、康寧、成都光學(xué)和X射線(xiàn)的材料等，支持材料數據導入、自定義（Vd&n-k）和編程材料。
VirtualLab材料庫的材料本身屬性的定義，包括其吸收系數、材料運行的波段設置等。
Virtuallab的膜層庫簡(jiǎn)介----豐富的膜系庫（AR、HR），同時(shí)軟件還提供一個(gè)基本的薄膜材料庫，提供常見(jiàn)的薄膜材料，支持用戶(hù)自己設計膜系。膜層庫支持Macleod模型數據導入。

4.Virtuallab光學(xué)系統建模簡(jiǎn)介-光場(chǎng)質(zhì)量評測

Virtuallab提供了三種方式來(lái)評測光學(xué)系統的光場(chǎng)質(zhì)量：虛擬屏、探測器、分析器。
Virtuallab光場(chǎng)評測之虛擬屏簡(jiǎn)介。
Virtuallab光場(chǎng)評測之探測器簡(jiǎn)介。
Virtuallab光場(chǎng)評測之分析器簡(jiǎn)介。
支持自定義和編程的探測器添加。

5.Virtuallab支持的編程語(yǔ)言與數據導入、導出接口

Virtuallab支持C#和Matlab語(yǔ)言設計數據導入。
Virtuallab支持CodeV、Zemax、LASCAD設計好的數據模型導入，并可以對其進(jìn)行二次設計和分析。
Virtuallab支持Bitmaps、ASCII、ptf類(lèi)型數據文件導入。
Virtuallab支持GDSII，bitmap、ASCII和GDSII的數據輸出格式。

6.Virtuallab基本工具箱應用----微光學(xué)系統、基本光學(xué)系統的建模與分析

Virtuallab建模的數值分析與取樣技術(shù)。
Virtuallab的場(chǎng)追跡和光線(xiàn)追跡比較。
Virtuallab基本工具箱的建模與分析特點(diǎn)。
近軸和實(shí)際透鏡系統的仿真。
衍射、相干效應的仿真與分析----時(shí)間、空間相干性的分析，以及干涉儀的建模與分析。
光的偏振效應的建模與分析：光源的全局、局部偏振性和不同的偏振態(tài)的定義，偏振性示意圖介紹，相位延遲和偏振器的建模與分析。
光學(xué)傳遞函數的定義。
常見(jiàn)光學(xué)系統建模與分析：混合雙焦點(diǎn)透鏡、衍射透鏡、菲涅爾透鏡、聚焦、同心圓環(huán)光斑、粗糙面的散射、雙折射等光學(xué)系統建模與分析。
對系統的以下光場(chǎng)質(zhì)量可以進(jìn)行評測：光場(chǎng)的相位、振幅、偏振、像差的分析，計算PSF、MTF。

7.Virtuallab光柵工具箱應用----2D、3D光柵的建模與分析

Virtuallab光柵工具箱建模與分析的特點(diǎn)----嚴格模擬與分析衍射光柵和陣列元件。
光柵工具箱的功能、操作介紹。
用stack 的概念自定義2D 和3D 光柵結構。
光柵工具箱的分析與優(yōu)化功能，可以分析光柵各級次的衍射效率、評價(jià)光柵的近場(chǎng)，遠場(chǎng)和光柵內部場(chǎng)。
光柵工具箱的二維光柵的建模與分析，包括各種表面光柵、體光柵、編程光柵結構等。
光柵工具箱的三維光柵的建模與分析。
光柵表面鍍膜設計與分析。
光柵工具箱之光柵單元陣列的建模與分析。
光柵及光柵系統的優(yōu)化。

8.Virtuallab衍射工具箱應用----衍射元件設計專(zhuān)家

衍射工具箱的主要功能：分束器、整形器、擴散器的設計、分析與優(yōu)化。
介紹衍射分束系統的典型應用與設置。
介紹衍射元件設計時(shí)主要采用的ITA優(yōu)化算法。
用session編輯器建立規則、任意光束陣列。
衍射光束整形器簡(jiǎn)介：介紹衍射光斑整形系統的應用，典型設置和物理概念。
介紹折射光束整形器的優(yōu)化設置：用迭代傅里葉變換算法優(yōu)化折射光束整形元件，用參數優(yōu)化方法優(yōu)化折射光束整形元件。
衍射 擴散器簡(jiǎn)介：介紹衍射擴散器的系統的應用（Top Hats、線(xiàn)型和任意的2D 的光模式設計），典型設置和物理概念。
衍射擴散器系統的優(yōu)化：IFTA算法優(yōu)化衍射擴散系統。
LED和準分子激光器的均勻化設計：仿真微透鏡陣列的均勻系統；析均勻系統的衍射擴散；化衍射擴散實(shí)現部分相干光的均勻化。
介紹常用的衍射元件設計案例：優(yōu)化衍射1:5 的光束分束；相位掩膜板的設計；計算全息；平頂和線(xiàn)性光斑的整形設計。

9.Virtuallab激光諧振腔工具箱

Virtuallab激光諧振腔工具箱的主要功能：諧振腔本征值和征模（包含低階模、高階模）分析。
分析穩定和非穩定的諧振腔。
還可以對激光系統里的參數進(jìn)行分析和設計：偏振效應，模擬光闌和微結構的衍射效應，公差分析，使用微結構反射鏡進(jìn)行基模整形。
模擬GRIN 元件。
使用微結構反射鏡進(jìn)行基模整形。
評價(jià)激光光束系統里的光束質(zhì)量。
支持LASCAD激光器設計文件的導入。
支持對有源諧振腔的波長(cháng)進(jìn)行設置。

10.Virtuallab的照明工具箱應用

照明工具箱的主要功能簡(jiǎn)介：光柵單元陣列對于光折轉的設計與分析。
光柵單元陣列設計來(lái)設計實(shí)現對LED的光整形與均勻化。
照明工具箱常用的一些功能簡(jiǎn)介：對于LED輻射的整形和均勻化，產(chǎn)生光標和光圖樣，包括衍射，干涉和部分相干效應。
設計好的模型支持CSV 和GDSII 形式的數據輸出。

課程安排：

課程時(shí)間：2013年1月24日（四）-27日（日）AM 9:00-PM 4:00

課程地點(diǎn)：上海（詳細地址開(kāi)課前1周郵件通知）

課程費用：4000元/人

備注：
1. 本次課程人數限定20人，報名聯(lián)絡(luò )方式如下：
電話(huà)：021-64860708（上海）、027-87106990（武漢） 轉 課程小組
傳真：021-64860709（上海）、027-87106806（武漢）
Email：course@infotek.com.cn
2. 如確認報名，請于訊技首頁(yè)下載課程報名表，并以傳真或郵件的形式發(fā)至訊技課程小組。
3. 在客服人員與您確認信息無(wú)誤后，客戶(hù)需將課程費用匯款至訊技賬戶(hù)。
戶(hù)名：訊技光電科技(上海)有限公司；
銀行名稱(chēng)：中國工商銀行上海市習勤路支行；
銀行帳號：1001-2281-0901-6237-775
匯款完成后，請在匯款憑證上注明課程名稱(chēng)、日期與報名人員后傳真至021-64860709（上海）或027-87106806（武漢） 或Email至course@infotek.com.cn
4. 課程采用小班授課模式，并通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)際的方式為學(xué)員講解，本次課程報名截止日期為開(kāi)課前1周，如有興趣建議您盡早報名。
5. 學(xué)員需自備有管理員權限的電腦，訊技光電提供上課用的軟件，不能攜帶者請提前通知訊技課程小組，便于提前做好安排。
6. 報名費用中包含課程學(xué)費、材料費、開(kāi)票稅金及午餐費用，其他費用學(xué)員自理。
7. 培訓成績(jì)合格將授予訊技證書(shū)。
8. 學(xué)員采購配套書(shū)籍享受五折優(yōu)惠。
9. 訊技對本次課程有異動(dòng)權及最終解釋權。

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