2016年LightTrans課程和(hé)研討(tǎo)會(huì)安排

要求：無需VirtualLab相關知識

摘要：

此課程将會(huì)就VirtualLab Fusion中3種基本模拟引擎：經典場(chǎng)追迹引擎、幾何場(chǎng)追迹+引擎和(hé)光線追迹引擎為(wèi)大(dà)家(jiā)做(zuò)一個(gè)簡單的介紹。此後将會(huì)介紹VirtualLab Fusion的用戶界面，并将詳細討(tǎo)論軟件中不同類型的文檔。參加培訓的學員将逐步學習VirtualLab Fusion中的元件、光源和(hé)探測器(qì)以此來(lái)熟悉激光系統的組成部分。并通(tōng)過對包含有(yǒu)透鏡、錐透鏡和(hé)反射鏡的各種激光系統的實戰，以此來(lái)熟悉如何使用VirtualLab Fusion來(lái)完成光學系統的設置和(hé)模拟。課程的最後将會(huì)介紹參數(shù)優化文檔并将其用于激光系統的優化。
 

左上(shàng)圖為(wèi)使用光線追迹分析一個(gè)高(gāo)數(shù)值孔徑透鏡系統。右上(shàng)圖為(wèi)一個(gè)幹涉圖樣——如何在VirtualLab中表示光是課程的第一個(gè)主題。下圖為(wèi)一個(gè)帶有(yǒu)圓形孔徑的施密特望遠鏡場(chǎng)追迹的仿真結果。
 

軟件課程主題，第1天：

 介紹場(chǎng)追迹的概念以及光學系統中應用統一化光學建模模拟光，具體(tǐ)如下：在VirtualLab中用電(diàn)磁場(chǎng)來(lái)表征光以及進行(xíng)數(shù)值數(shù)據存儲，光線分布的可(kě)視(shì)化，應用場(chǎng)追迹概念模拟光在自由空(kōng)間(jiān)的傳播，并使用不同的物理(lǐ)模型來(lái)模拟各種不同的元件，使用探測器(qì)來(lái)評估光場(chǎng)分布以及物理(lǐ)和(hé)數(shù)值建模誤差。

 介紹VirtualLab文檔，具體(tǐ)如下：光路圖，參數(shù)運行(xíng)文檔，參數(shù)優化文檔，會(huì)話(huà)編輯，VirtualLab浏覽器(qì)以及屬性浏覽器(qì)。

軟件課程主題，第2天：

 旁軸和(hé)非旁軸透鏡系統的仿真，具體(tǐ)如下：像差分析，從Zemax導入透鏡數(shù)據，模拟透鏡系統中矢量傳播效應，研究聚焦區(qū)域，模拟點擴散函數(shù)和(hé)光學傳遞函數(shù)，成像系統和(hé)空(kōng)間(jiān)頻率濾波器(qì)的建模，激光束在光學系統中的傳播，激光束參數(shù)的分析，孔徑衍射效應的分析。

 偏振光，具體(tǐ)如下：定義有(yǒu)任意一緻偏振态的相幹激光束，針對光束直徑，生(shēng)成不同偏振态的激光光束，光束直徑偏振态的可(kě)視(shì)化，偏光器(qì)和(hé)相位延遲闆的仿真。

 計(jì)算(suàn)幹涉和(hé)模拟幹涉儀，具體(tǐ)如下：計(jì)算(suàn)兩個(gè)或多(duō)個(gè)光分布的幹涉圖，使用相幹光源模拟幹涉儀。

軟件課程主題，第3天

 模拟包含反射鏡的激光系統，具體(tǐ)如下：建立包含反射鏡的激光系統，分析施密特望遠鏡，反射鏡的定位與定向，元件和(hé)探測器(qì)定位的概念的介紹。

 激光系統的公差仿真，具體(tǐ)如下：光學元件的對準公差和(hé)傾斜公差的建模，參數(shù)自動變化，蒙特卡羅模拟。

 可(kě)編程傳輸函數(shù)，具體(tǐ)如下：通(tōng)過代碼段定義所需的傳輸函數(shù)，雙縫實例。

 激光系統的參數(shù)優化，具體(tǐ)如下：介紹參數(shù)優化，用于優化的優化函數(shù)的定義，使用光線追迹和(hé)場(chǎng)追迹引擎優化激光系統，聚焦激光系統的優化。

 錐透鏡激光系統的仿真，具體(tǐ)如下：單個(gè)錐透鏡以及錐透鏡對激光聚焦系統仿真。

 

 

要求：VirtualLab基本使用技(jì)巧

 

摘要：

課程介紹了如何使用VirtualLab Fusion 進行(xíng)部分相幹LED光源的整形和(hé)均勻化。參加培訓的學員将學習設計(jì)包含有(yǒu)非球面，微透鏡陣列，衍射擴散器(qì)，光栅單元陣列，棱鏡陣列和(hé)微反射鏡陣列的緊湊照明(míng)系統以實現LED光的均勻化和(hé)自定義整形。課程将會(huì)討(tǎo)論波長依賴性、設計(jì)自由度及典型應用。特别是LED光源建模中的時(shí)間(jiān)和(hé)空(kōng)間(jiān)相幹性，衍射以及偏振。課程的最後将會(huì)討(tǎo)論一個(gè)用于LED光均勻化的非球面的參數(shù)優化。

上(shàng)圖為(wèi)一個(gè)采用兩個(gè)微透鏡陣列進行(xíng)LED光均勻化的系統原理(lǐ)圖——課程中将介紹具體(tǐ)實例和(hé)參數(shù)關系。下圖中演示了應用微反射鏡單元陣列進行(xíng)LED光整形的基本概念，利用Lighting Toolbox工具箱可(kě)進行(xíng)LED光整形的設計(jì)與分析——課程中将會(huì)進行(xíng)案例演示。
 

軟件培訓課程主題，第1天:

 LED光源建模，具體(tǐ)如下：介紹了包含部分相幹光特性、顔色和(hé)偏振的真實LED光源模型。

 利用微透鏡陣列進行(xíng)LED光源的均勻化，具體(tǐ)如下：介紹了采用微透鏡陣列進行(xíng)LED光的均勻化，并概述了含有(yǒu)透鏡陣列的不同的勻光光學系統，LED勻光器(qì)。

 利用衍射擴散器(qì)進行(xíng)LED光的均勻化和(hé)整形，具體(tǐ)如下：介紹了衍射擴散器(qì)光整形，利用叠代傅裏葉變換算(suàn)法設計(jì)衍射擴散器(qì)，利用擴散器(qì)分析照明(míng)系統，擴散器(qì)加工數(shù)據的生(shēng)成。

軟件培訓課程主題，第2天:

 介紹VirtualLab中光工具箱的使用，具體(tǐ)如下：應用照明(míng)工具箱介紹了光的傳播，使用包含或不包含透鏡的光整形單元陣列方法分析照明(míng)系統。

 利用光栅單元陣列(GCA)、棱鏡單元陣列(PCA)和(hé)微反射鏡單元陣列進行(xíng)(MCA)LED光的整形和(hé)均勻化，具體(tǐ)如下:介紹了這些(xiē)元件的設計(jì)與分析，單色和(hé)白光LED光的整形和(hé)勻光，生(shēng)成加工數(shù)據，用于生(shēng)成任意二維圖案的元件設計(jì)，對比研究GCA、PCA和(hé)MCA元件的波長敏感度。

 嚴格分析閃耀光栅單元陣列，具體(tǐ)如下：利用光栅和(hé)照明(míng)工具箱嚴格分析閃耀光栅單元陣列，模拟衍射效率，分析波長的敏感性，基于光栅周期的效率分析，光栅單元陣列衍射效率的嚴格分析。

 介紹非球面LED勻光器(qì)的參數(shù)優化，具體(tǐ)如下：運用VirtualLab Fusion 中的幾何廣場(chǎng)追迹+引擎，對用于部分相幹白光LED勻光器(qì)的非球面系數(shù)進行(xíng)參數(shù)優化。
 

左圖顯示了一個(gè)非球面LED準直透鏡的光線追迹仿真；右圖是應用幾何光場(chǎng)追迹+引擎在目标平面獲取的相應的強度分布。
 

 

免費光學設計(jì)研討(tǎo)會(huì)：“應用VirtualLab Fusion進行(xíng)激光和(hé)LED光的均勻化和(hé)整形”
 

講師(shī)：Dr. Hagen Schweitzer, Daniel Asoubar (www.lighttrans.com)

注冊：發送郵件至sales@lighttrans.com。
 

激光和(hé)LED光的勻光和(hé)整形技(jì)術(shù)在通(tōng)訊、材料加工、測量應用、娛樂、照明(míng)以及醫(yī)療等行(xíng)業受到了越來(lái)越多(duō)的關注。光的整形通(tōng)常利用含有(yǒu)透鏡和(hé)微光學元件，如衍射光學元件、全息光學元件、光栅、微透鏡陣列的光學系統來(lái)實現的。而此研討(tǎo)會(huì)将會(huì)以一種全新的概念來(lái)介紹激光和(hé)LED光的整形和(hé)均勻化。優化光學系統以生(shēng)成自定義光場(chǎng)分布需要光學設計(jì)軟件在光學系統中以電(diàn)磁場(chǎng)的方式來(lái)表征光。VirtualLab Fusion軟件已發布多(duō)年，不僅提供了光線追迹，并獨具特色地将幾何和(hé)衍射場(chǎng)追迹進行(xíng)組合以用于光學系統的仿真與設計(jì)。

此研討(tǎo)會(huì)将會(huì)對VirtualLab Fusion進行(xíng)介紹，并闡述運用衍射光束分束器(qì)、衍射光束整形，擴散器(qì)、微透鏡陣列、光栅單元陣列、棱鏡單元陣列和(hé)反射單元陣列進行(xíng)激光和(hé)LED光源的勻光和(hé)整形。

我們邀請(qǐng)您加入我們的免費光學設計(jì)研討(tǎo)會(huì)(包含早餐和(hé)午餐)——研討(tǎo)會(huì)日程詳見下頁。需通(tōng)過電(diàn)子郵件注冊。
 

左圖為(wèi)一個(gè)蛾眼結構的光學表面，右圖展示了激光光束在通(tōng)過一個(gè)1:3衍射光束分光元件後的傳播情況。
 

研討(tǎo)會(huì)日程
 

9:00— 9:30 ：歐式早餐及歡迎儀式
 

9:30—10:00：VirtualLab Fusion軟件介紹：

VirtualLab,的概念，應用領域，物理(lǐ)光學仿真和(hé)設計(jì)方法
 

10:00—10:45 激光透鏡系統的分析與優化：

10:45—11:00 茶歇
 

11:00—12:30 旁軸衍射光束分束器(qì)、光束整形及擴散器(qì)的優化：

介紹了叠代傅裏葉變換算(suàn)法的(IFTA), 叠代傅裏葉變換算(suàn)法設計(jì)的衍射元件的優化，光學分辨極限，加工限制(zhì)，設計(jì)實例。
 

12:30—1:30 ：午餐 (包含在免費的研討(tǎo)會(huì))
 

1:30—2:30 ： 線性和(hé)交叉光栅的嚴格分析：

線栅偏振器(qì)，蛾眼結構，正弦曲線，矩形和(hé)閃耀光栅，全息光栅，場(chǎng)評價和(hé)評價函數(shù)。
 

2:30—2:45：茶歇
 

2:45—4:15： LED光源的整形和(hé)勻光：
 

利用微透鏡陣列、衍射擴散器(qì)、光栅單元陣列、棱鏡單元陣列和(hé)反射鏡單元陣列進行(xíng)LED光的整形。
 

4:15—5:30： 一維和(hé)二維高(gāo)數(shù)值孔徑衍射光束分束器(qì)的優化：

利用叠代傅裏葉變換算(suàn)法進行(xíng)近似優化，通(tōng)過 VirtualLab—optiSLang端口将優化結果導入到OptiSLang，從而利用VirtualLab 和(hé) optiSLang進行(xíng)嚴格的參數(shù)優化，通(tōng)過設計(jì)實例來(lái)進行(xíng)演示。