本帖最后由 wilhelm 于 2018-6-4 15:45 编辑
使用物理雷竞技下载找ray666点vip传播（POP），第一部分：检查光束
Using the Physical Optics Propagation(POP), Part1: Inspecting the Beams
总结：
这篇文章介绍在OpticStudio中，如何使用物理雷竞技下载找ray666点vip传播（POP）工具描述空间电场传播的。通过介绍光束查看器（Beam File Viewer）来查看每个表面的相位和强度信息。
作者：Erin Elliott
发布时间：09/14/2016
示例文件：见附件
应用：OpticStudio、物理雷竞技下载找ray666点vip、物理雷竞技下载找ray666点vip传播
文章：
介绍
在OpticStudio中许多功能是按钮式的，即点击这个功能按钮，对应的结果就将显示。但POP工具有一定的特殊性，它是在自由空间使用标量衍射理论来计算传播电场，需要读者正确的设置来保证结果的正确。这是由菲涅尔传播过程的本征特性决定的，这一特性和快速傅里叶变换（FFT）相关，并且我们必须在高分辨率和栅格宽度间寻求一个平衡，来满足采集所有所需空间频率信息的需求。使用者在每一次进行物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析时运行时，都必须要仔细检查分析的参数设置和结果。
这一系列文章有三个部分。我们将通过示例的方法使用物理雷竞技下载找ray666点vip传播来设置和评估一个简单的系统。在本系列第一篇文章中，我们首先将了解示例系统，然后讨论如何评估物理雷竞技下载找ray666点vip分析的结果。在第二篇文章中，我们将讨论查看光束的强度信息以及可能产生的问题。在第三篇文章中，我们将塔伦查看光束的相位信息以及可能会出现的问题。
使用物理雷竞技下载找ray666点vip传播，第二部分：检查光束的强度
中文论坛翻译：待添加
使用物理雷竞技下载找ray666点vip传播，第三部分：检查光束的相位
我们不会过多的讨论空间传播理论和所有POP算法的细节。在阅读这一系列文章之前，你应该先阅读OpticStudio提供的文件（帮助系统、用户手册）中有关物理雷竞技下载找ray666点vip传播的信息。
在帮助（Help）下拉菜单下，点击“帮助系统（Help System）”按钮。你可以在搜索表单中查找“物理雷竞技下载找ray666点vip（POP）”，或者在“目录（Contents）”,查找“分析菜单（The analyze Tab） - 激光和光纤雷竞技下载找ray666点vip（ Laser and Fibers Group）- 有关物理雷竞技下载找ray666点vip传播( About Physical Optics Propagation)”，如下所示。
图片1：进入OpticStudio帮助系统
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.jpg
图片2：找到有关POP信息的帮助文件
透镜文件例子
我们将要评估的雷竞技下载找ray666点vip透镜文件如图3和图4所示。它是一个双透镜系统。第一个透镜准直光束，第二个透镜聚焦光束。透镜都是r^4非球面系数来校正球差的非球面透镜。
在光束准直部分有一个小的中心遮光部分。系统波长设置为1mm。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg
图片3：双透镜示例系统布局图（layout）。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.jpg
图片4：双透镜系统的透镜数据编辑器。
我们希望用一束高斯光束做为系统光源，假设它是由光纤提供的。在下面显示的透镜数据编辑器（Lens Data Editor）中，孔径类型是物方数值孔径（Object Space NA），其孔径值0.05。使用下面的方程式，得到光束的光束发散角2.9°，高斯光束束腰半径6.4mm。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.jpg
除了这些设置，更重要的是你需要知道布局图只使用几何光线追迹！ 布局图中的光线并不表示一个真正的高斯光束。 更多信息，参见另一篇文章“几何光线和高斯光束（Geometric rays and Gaussian beams）”。
在我们使用的示例系统中，光线在束腰以外的地方很好的表示了高斯光束。我们可以使用足迹图（Footprint Plot）或其他以光线追迹为基础的分析工具，来综合验证远离焦点时物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析的结果。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg
图片5：系统参数设定物方数值孔径（Object Space NA）值0.05和切趾类型（Apodization Type）为高斯型（Gaussian）。
POP初始结果
通过选择物理雷竞技下载找ray666点vip（Physical Optics）启动分析选项POP分析，如下图所示。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg
图片6：使用物理雷竞技下载找ray666点vip按钮启动分析。
使用在POP窗口左上角的向下箭头进入POP设置。 有四个标签。 对于这个示例系统，我将开始使用下面的设置。
需要注意的是，物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析不会使用系统设置里设置的物方数值孔径。 光纤所产生的高斯光束的数值孔径必须在物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析中手动设置。 在系统设置里设置的数值孔径只对几何光线追迹分析有效。
在光束定义（Beam Definition）菜单下设置输入高斯光束的束腰尺寸，数值孔径0.05的高斯光束对应束腰半径约为6.4μm。 我将设置一个1024 x 1024的网格，并在X和Y方向分别设置 0.1mm的网格宽度。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image011.jpg
图片7：物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析中通用（General）选项的设置。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg
图片8：物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析中光束定义(BeamDefinition）选项的设置。
在显示（Display）选项中，我将勾选“保存输出光束到：（Save Output Beam To：）”和“保存所有表面的光束数据（Save Beam At All Surface）”。这将为每一个包含光束电场信息的表面创建一个.ZBF的文件。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image013.jpg
图片9：POP设置的显示选项。
运行物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析之后，在像平面得到光照度图。 大致上看不出任何明显的问题。在有光强的地方分布了许多像素，看起来采样率（Sample）是足够的。输出光斑也没有出现异样或其他奇怪的现象。 但如果切换到特征报告（Prop Report）选项，就会发现潜在的问题：在表面2出现了 “光束采样过不足（Low Sampling of pilot beam）”的错误提示。
此外，由于物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析计算的复杂性，在每次运行分析之前我们必须检查每个表面上的光束信息，以确保计算正确。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.jpg
图片10：POP分析的结果。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image015.jpg
图片11：从特征报告（Prop Report）选项可以看出计算过程中出现的问题。
检查光束文件
为了解决计算中出现的问题，我们需要查看每个表面保存的文件（.ZBF）。这需要打开分析（Analyze）选项中物理雷竞技下载找ray666点vip（Physical Optics）按钮旁边的光束文件查看器（Beam File Viewer）。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg
图片12：进入光束文件查看器。
在光束查看器的设置里菜单中，有一个ZBF文件的下拉选项。 每个文件是以“00xx”为结尾保存的，用来表示该光束文件的表面序号。没有数字为结尾的文件是像平面的数据，它和物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析窗口中显示的结果相同。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image017.jpg
图片13：在光束文件查看器设置中选择一个ZBF文件。“00XX”表示相应表面的光束信息。
数据可以用不同方式显示。 我们主要使用伪彩图（False Color）来显示光束的辐照度（Irradiance）信息和相位(Phase)信息。此外我们还可以使用截面图，对数坐标，变倍显示等功能。
file:///C:/Users/dp/AppData/Local/Packages/oice_16_974fa576_32c1d314_c17/AC/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.jpg
图片14：光束查看器可以显示任意表面上，光束的辐照度分布和相位。
在后续的文章中：“使用物理雷竞技下载找ray666点vip传播，第二部分：检查光束的强度”中，我们将使用光束查看器针查看示例系统中光束的辐照度分布特征。
结论
·每次物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析的设置过程和结果必须全面检查，包括每个表面，每个系统，每一次物理雷竞技下载找ray666点vip传播分析运行！
·特征报告(Prop Report)选项将列出计算期间产生的警告。
·在物理雷竞技下载找ray666点vip传播运行时，光束在每一个表面的信息都需要被保存下来。
·光束查看器可用于检查系统中每个表面的光束信息。
发表于 2017-11-14 13:39
发表于 2018-6-4 15:43
