課程時間：2015年10月5日（星期一）至2015年10月9日（星期五）9：00 am—5：00 pm
課程地點：SETI Institute，Mountain View，CA
課程講師：Hartwing Crailsheim，LightTrans International UG，Jena，Germany
課程要求：面向?qū)irtualLab完全沒有基礎(chǔ)或者了解有限的用戶。
課程摘要：
在本VirtualLab培訓(xùn)課程中，我們將給出如何對衍射和微光學(xué)系統(tǒng)進行分析和設(shè)計的。課程的開始介紹了標準光學(xué)模型的原理和VirtualLab的常規(guī)用法。本課程將使用最新版本的VirtualLab軟件（2015年夏季發(fā)布）。
介紹VirtualLab用戶界面的組件，并詳細討論不同類型的文件。學(xué)員可逐步學(xué)習(xí)到VirtualLab中的各類器件、光源、探測器和模擬器。光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)置和仿真將用于各類激光系統(tǒng)的實踐上。本課程的目標在于使學(xué)員能夠建立并仿真出簡單的激光系統(tǒng)。
對于自由折射、衍射和混合表面的衍射光學(xué)元件和微結(jié)構(gòu)的建模和分析，本課程也將給出演示。會對衍射光學(xué)元件、衍射透鏡、混合透鏡和包含衍射效應(yīng)和干涉效應(yīng)的透鏡陣列進行分析。著重建立了自定義表面配置文件和折射率分布的模型。通過幾個實例建立了微結(jié)構(gòu)元件典型公差的模型，并進行分析。本課程將介紹迭代傅里葉變換算法（IFTA）對衍射分光器、擴散器、整形器進行優(yōu)化。進一步地，在一定波長范圍內(nèi)，需要嚴格分析功能微結(jié)構(gòu)元件。課程期間，我們會對光柵結(jié)構(gòu)任意表面進行2D、3D的建模及嚴格的分析，同時，利用傅里葉模方法（FMM）對折射率進行調(diào)制。最后，課程會介紹關(guān)于光柵的嚴格優(yōu)化，VirtualLab中局部和全局參數(shù)優(yōu)化算法。
左數(shù)第一幅圖給出了一個光學(xué)系統(tǒng)-通過本課程中介紹的場追跡（Field Tracing）和光線追跡（Ray Tracing）來設(shè)計和仿真的。第二幅圖給出了一個偏離像平面的一個圖像-在VirtualLab中如何表示光線由本課程中第一個話題給出。第三幅圖給出了具有納米增透結(jié)構(gòu)的柱面透鏡陣列，第四幅圖給出了復(fù)眼結(jié)構(gòu)的表面。
課程主題：
第一天：
介紹場追跡和標準光學(xué)模型的概念，以便光學(xué)系統(tǒng)中光線的仿真：VirtualLab中的電磁波模型和數(shù)值數(shù)據(jù)存儲，光線分布的可視化，在可用空間內(nèi)建立光線傳播模型的場追跡概念以及利用不同物理模型生成的元器件，通過探測器和物理數(shù)字化模型的誤差評價光線分布。
介紹VirtualLab的文件：光路圖，參數(shù)運行文件，優(yōu)化文件，場景編輯器，VirtualLab探測器和屬性對話框。
第二天：
近軸和離軸透鏡系統(tǒng)的仿真：像差分析，將Zemax中的透鏡數(shù)據(jù)導(dǎo)入，透鏡系統(tǒng)中矢量傳播效應(yīng)的建模，聚深的研究，點擴散函數(shù)（PSF）和調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）的仿真，激光系統(tǒng)和空間濾波器的建模，光學(xué)系統(tǒng)中激光光束的傳播，激光光束參量的分析，孔徑衍射效應(yīng)的分析。
光的偏振：具有任意統(tǒng)一偏振方向相干激光的定義，具有不同偏振方向且大于光束直徑的激光光束的生成，大于光束直徑的偏振態(tài)的可視化，偏振器和相位延遲器的仿真。
干涉圖像的計算和干涉儀的仿真：兩個或者多個光束的干涉圖樣的計算，建立具有相干光源的干涉儀模型。
第三天：
建立具有自由衍射、折射和混合表面的微光學(xué)元件的模型。
通過微結(jié)構(gòu)組件的薄元逼近近似模擬光的傳播。
建立對具有自定義高度輪廓文件和折射率分布的元件的模型。
導(dǎo)入表面測量數(shù)據(jù)。
導(dǎo)出GDSII,CIF,STL和ASCII形式的表面數(shù)據(jù)。
定義周期性微結(jié)構(gòu)元件（如微透鏡陣列）。
仿真粗糙表面的散射特性。
模擬微光學(xué)元件的公差，例如對準誤差，傾斜，刻蝕深度公差，倒角。
建立自定義振幅和相位的傳輸以及掩膜版的模型。
建模和分析包括微透鏡陣列和衍射光學(xué)元件的均勻化系統(tǒng)。
在時間和空間上對部分相干光進行建模，例如LED和準分子激光器。
第四天：
介紹迭代傅里葉變換算法（IFTA）。
計算光束分束和散射系統(tǒng)的物理參量。
用Session編輯器建立一個普通任意的光束陣列。
用Session編輯器建立一個擴散型的Top Hats、線型和任意的2D光模式。
通過迭代傅里葉變換算法（IFTA），對衍射分散器和光束分束器進行優(yōu)化。
第五天：
矩形和圓形Top Hats的整形，以及任意強度的調(diào)制。
通過IFTA對衍射光束整形器進行優(yōu)化。
定義具有一系列表面、均勻或非均勻介質(zhì)的2D/3D光柵結(jié)構(gòu)（利用堆棧的概念）。
對周期結(jié)構(gòu)進行嚴格的分析。
周期結(jié)構(gòu)的嚴格近場、遠場和光柵內(nèi)部場的計算。
分析亞波長偏振光柵和增透結(jié)構(gòu)的反射、透射和偏振狀態(tài)。
介紹VirtualLab中局部優(yōu)化和全局優(yōu)化。
光柵的嚴格參數(shù)優(yōu)化。
Wyrowski VirtualLab Fusion（VirtualLab）由Wyrowski Photonics UG發(fā)展而來，由LightTrans GmbH發(fā)布和支持。
訊技光電科技（上海）有限公司
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