革命性的光学建模仿真平台——VirtualLab(3)

 

4).激光谐振腔工具箱——灵活的激光谐振腔模拟和仿真平台

 

激光谐振腔工具箱基于场追迹技术，将几何光学和电磁场方法结合起来，用来模拟和分析稳态和非稳态激光谐振腔，并可将微结构加入到谐振腔系统或者将LASCAD中的谐振腔系统导入以进行模拟和场分析；同时，其提供的Arnodi和Fox-Li数值算法，可以用来计算激光谐振腔的本征模和高阶模，如图14所示；最后，使用优化方法可以通过改变激光谐振腔的参数从而模拟激光光束的特性，如图15所示。

 

            

图14.激光谐振腔高阶模分析   图15.改变孔径半径以观察激光光束M2的变化

 

 

5).照明工具箱——提供创新的照明解决方案

 

照明工具箱基于场追迹原理，提出了一种将衍射光学元件和微光学元件结构整合的新概念，通过设计如光栅单元阵列、棱镜单元阵列和微反射镜单元阵列从而构建紧凑的照明系统以用于LED光以及其它高发散辐射光源的整形和均匀化，并可将设计完成的结构以GDSII格式导出，以用于加工。图16，微反射镜元胞阵列；图17，LED光束整形微反射镜单元阵列场追迹结果；图18，LED微反射镜单元阵列光线追迹结果；图19，导出的蚀刻掩膜GDSII文件。

       

图16.微反射镜单元阵列结构         图17.场追迹获得的色散场

 

     

图19.光线追迹的结果         图20.导出的蚀刻淹没GDSII文件
 

4.总结

 

VirtualLabTM基于场追迹建模方法，将多种建模技术（从几何光学到物理光学）集于一个光学建模平台，同时还拥有九个库系统，如光源库、界面库、材料库等，可以满足不同光学工作者的建模仿真以及设计需求。同时，其友好的而操作界面以及智能化设计模块能够使未曾使用过光学软件的用户快速完成光学设计和模拟任务。最后，其开放的二次开发环境为用户建模提供了完全的便利性。随着越来越多的建模技术的融入，VirtualLabTM必将被应用到更多的光学领域，满足更多的光学工作者的需求。