課程主題：“應(yīng)用VirtualLab Fusion進行激光系統(tǒng)的仿真和優(yōu)化”
2016年3月14日（周一）——2016年3月16日（周三）
課程時間：9am-5pm
要求：無需VirtualLab相關(guān)知識
摘要：
此課程將會就VirtualLab Fusion中3種基本模擬引擎：經(jīng)典場追跡引擎、幾何場追跡+引擎和光線追跡引擎為大家做一個簡單的介紹。此后將會介紹VirtualLab Fusion的用戶界面，并將詳細討論軟件中不同類型的文檔。參加培訓(xùn)的學(xué)員將逐步學(xué)習(xí)VirtualLab Fusion中的元件、光源和探測器以此來熟悉激光系統(tǒng)的組成部分。并通過對包含有透鏡、錐透鏡和反射鏡的各種激光系統(tǒng)的實戰(zhàn)，以此來熟悉如何使用VirtualLab Fusion來完成光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)置和模擬。課程的最后將會介紹參數(shù)優(yōu)化文檔并將其用于激光系統(tǒng)的優(yōu)化。
左上圖為使用光線追跡分析一個高數(shù)值孔徑透鏡系統(tǒng)。右上圖為一個干涉圖樣——如何在VirtualLab中表示光是課程的第一個主題。下圖為一個帶有圓形孔徑的施密特望遠鏡場追跡的仿真結(jié)果。
軟件課程主題，第1天：
介紹場追跡的概念以及光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用統(tǒng)一化光學(xué)建模模擬光，具體如下：在VirtualLab中用電磁場來表征光以及進行數(shù)值數(shù)據(jù)存儲，光線分布的可視化，應(yīng)用場追跡概念模擬光在自由空間的傳播，并使用不同的物理模型來模擬各種不同的元件，使用探測器來評估光場分布以及物理和數(shù)值建模誤差。
介紹VirtualLab文檔，具體如下：光路圖，參數(shù)運行文檔，參數(shù)優(yōu)化文檔，會話編輯，VirtualLab瀏覽器以及屬性瀏覽器。
軟件課程主題，第2天：
旁軸和非旁軸透鏡系統(tǒng)的仿真，具體如下：像差分析，從Zemax導(dǎo)入透鏡數(shù)據(jù)，模擬透鏡系統(tǒng)中矢量傳播效應(yīng)，研究聚焦區(qū)域，模擬點擴散函數(shù)和光學(xué)傳遞函數(shù)，成像系統(tǒng)和空間頻率濾波器的建模，激光束在光學(xué)系統(tǒng)中的傳播，激光束參數(shù)的分析，孔徑衍射效應(yīng)的分析。
偏振光，具體如下：定義有任意一致偏振態(tài)的相干激光束，針對光束直徑，生成不同偏振態(tài)的激光光束，光束直徑偏振態(tài)的可視化，偏光器和相位延遲板的仿真。
計算干涉和模擬干涉儀，具體如下：計算兩個或多個光分布的干涉圖，使用相干光源模擬干涉儀。
軟件課程主題，第3天
模擬包含反射鏡的激光系統(tǒng)，具體如下：建立包含反射鏡的激光系統(tǒng)，分析施密特望遠鏡，反射鏡的定位與定向，元件和探測器定位的概念的介紹。
激光系統(tǒng)的公差仿真，具體如下：光學(xué)元件的對準(zhǔn)公差和傾斜公差的建模，參數(shù)自動變化，蒙特卡羅模擬。
可編程傳輸函數(shù)，具體如下：通過代碼段定義所需的傳輸函數(shù)，雙縫實例。
激光系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化，具體如下：介紹參數(shù)優(yōu)化，用于優(yōu)化的優(yōu)化函數(shù)的定義，使用光線追跡和場追跡引擎優(yōu)化激光系統(tǒng)，聚焦激光系統(tǒng)的優(yōu)化。
錐透鏡激光系統(tǒng)的仿真，具體如下：單個錐透鏡以及錐透鏡對激光聚焦系統(tǒng)仿真。
課程主題：“應(yīng)用VirtualLab Fusion分析和設(shè)計照明系統(tǒng)”
2016年3月17日（周四）——2016年3月18日（周五）
課程時間：9am-5pm
要求：VirtualLab基本使用技巧
摘要：
課程介紹了如何使用VirtualLab Fusion 進行部分相干LED光源的整形和均勻化。參加培訓(xùn)的學(xué)員將學(xué)習(xí)設(shè)計包含有非球面，微透鏡陣列，衍射擴散器，光柵單元陣列，棱鏡陣列和微反射鏡陣列的緊湊照明系統(tǒng)以實現(xiàn)LED光的均勻化和自定義整形。課程將會討論波長依賴性、設(shè)計自由度及典型應(yīng)用。特別是LED光源建模中的時間和空間相干性，衍射以及偏振。課程的最后將會討論一個用于LED光均勻化的非球面的參數(shù)優(yōu)化。
上圖為一個采用兩個微透鏡陣列進行LED光均勻化的系統(tǒng)原理圖——課程中將介紹具體實例和參數(shù)關(guān)系。下圖中演示了應(yīng)用微反射鏡單元陣列進行LED光整形的基本概念，利用Lighting Toolbox工具箱可進行LED光整形的設(shè)計與分析——課程中將會進行案例演示。
軟件培訓(xùn)課程主題，第1天:
LED光源建模，具體如下：介紹了包含部分相干光特性、顏色和偏振的真實LED光源模型。
利用微透鏡陣列進行LED光源的均勻化，具體如下：介紹了采用微透鏡陣列進行LED光的均勻化，并概述了含有透鏡陣列的不同的勻光光學(xué)系統(tǒng)，LED勻光器。
利用衍射擴散器進行LED光的均勻化和整形，具體如下：介紹了衍射擴散器光整形，利用迭代傅里葉變換算法設(shè)計衍射擴散器，利用擴散器分析照明系統(tǒng)，擴散器加工數(shù)據(jù)的生成。
軟件培訓(xùn)課程主題，第2天:
介紹VirtualLab中光工具箱的使用，具體如下：應(yīng)用照明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系統(tǒng)。
利用光柵單元陣列(GCA)、棱鏡單元陣列(PCA)和微反射鏡單元陣列進行(MCA)LED光的整形和均勻化，具體如下:介紹了這些元件的設(shè)計與分析，單色和白光LED光的整形和勻光，生成加工數(shù)據(jù)，用于生成任意二維圖案的元件設(shè)計，對比研究GCA、PCA和MCA元件的波長敏感度。
嚴格分析閃耀光柵單元陣列，具體如下：利用光柵和照明工具箱嚴格分析閃耀光柵單元陣列，模擬衍射效率，分析波長的敏感性，基于光柵周期的效率分析，光柵單元陣列衍射效率的嚴格分析。
介紹非球面LED勻光器的參數(shù)優(yōu)化，具體如下：運用VirtualLab Fusion 中的幾何廣場追跡+引擎，對用于部分相干白光LED勻光器的非球面系數(shù)進行參數(shù)優(yōu)化。
左圖顯示了一個非球面LED準(zhǔn)直透鏡的光線追跡仿真；右圖是應(yīng)用幾何光場追跡+引擎在目標(biāo)平面獲取的相應(yīng)的強度分布。
免費光學(xué)設(shè)計研討會：“應(yīng)用VirtualLab Fusion進行激光和LED光的均勻化和整形”
日期：2016年2月19日，周五。9:00 am-5:30 pm。
地址：加州舊金山靠近莫斯康會議中心的洲際酒店。
講師：Dr. Hagen Schweitzer, Daniel Asoubar (www.lighttrans.com)
注冊：發(fā)送郵件至sales@lighttrans.com。
激光和LED光的勻光和整形技術(shù)在通訊、材料加工、測量應(yīng)用、娛樂、照明以及醫(yī)療等行業(yè)受到了越來越多的關(guān)注。光的整形通常利用含有透鏡和微光學(xué)元件，如衍射光學(xué)元件、全息光學(xué)元件、光柵、微透鏡陣列的光學(xué)系統(tǒng)來實現(xiàn)的。而此研討會將會以一種全新的概念來介紹激光和LED光的整形和均勻化。優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)以生成自定義光場分布需要光學(xué)設(shè)計軟件在光學(xué)系統(tǒng)中以電磁場的方式來表征光。VirtualLab Fusion軟件已發(fā)布多年，不僅提供了光線追跡，并獨具特色地將幾何和衍射場追跡進行組合以用于光學(xué)系統(tǒng)的仿真與設(shè)計。
此研討會將會對VirtualLab Fusion進行介紹，并闡述運用衍射光束分束器、衍射光束整形，擴散器、微透鏡陣列、光柵單元陣列、棱鏡單元陣列和反射單元陣列進行激光和LED光源的勻光和整形。
我們邀請您加入我們的免費光學(xué)設(shè)計研討會(包含早餐和午餐)——研討會日程詳見下頁。需通過電子郵件注冊。
左圖為一個蛾眼結(jié)構(gòu)的光學(xué)表面，右圖展示了激光光束在通過一個1:3衍射光束分光元件后的傳播情況。
研討會日程
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(yīng)用領(lǐng)域，物理光學(xué)仿真和設(shè)計方法
10:00—10:45 激光透鏡系統(tǒng)的分析與優(yōu)化：
10:45—11:00 茶歇
11:00—12:30 旁軸衍射光束分束器、光束整形及擴散器的優(yōu)化：
介紹了迭代傅里葉變換算法的(IFTA), 迭代傅里葉變換算法設(shè)計的衍射元件的優(yōu)化，光學(xué)分辨極限，加工限制，設(shè)計實例。
12:30—1:30 ：午餐 (包含在免費的研討會)
1:30—2:30 ： 線性和交叉光柵的嚴格分析：
線柵偏振器，蛾眼結(jié)構(gòu)，正弦曲線，矩形和閃耀光柵，全息光柵，場評價和評價函數(shù)。
2:30—2:45：茶歇
2:45—4:15： LED光源的整形和勻光：
利用微透鏡陣列、衍射擴散器、光柵單元陣列、棱鏡單元陣列和反射鏡單元陣列進行LED光的整形。
4:15—5:30： 一維和二維高數(shù)值孔徑衍射光束分束器的優(yōu)化：
利用迭代傅里葉變換算法進行近似優(yōu)化，通過 VirtualLab—optiSLang端口將優(yōu)化結(jié)果導(dǎo)入到OptiSLang，從而利用VirtualLab 和 optiSLang進行嚴格的參數(shù)優(yōu)化，通過設(shè)計實例來進行演示。
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