讯技光电科技Virtuallab(TM) 5统一化光学建模设计与分析平台

讯技光电科技Virtuallab(TM) 5统一化光学建模设计与分析平台
Virtuallab™5——统一化光学建模设计与分析平台


Virtuallab™是德国LightTrans 开发的一款新型光学仿真和设计软件，它是一个统一化光学建模设计与分析平台，采用场追迹的方式进行光学建模。场追迹作为统一光学系统分析与设计的一种建模技术，超越了光线追迹（Ray tracing），光学系统性能的表征是通过求解简谐波场（Harmonic fields），而不是光线束（Ray bundles）。因此，在对同一个光学系统，场追迹能利用并提供更多的光学信息，它理论上能把几何光学到电磁学（或物理光学）的各种建模技术统一起来，并且实现多种模拟技术的无缝结合，可以根据输入光源和元件的面型、折射率、介质、膜层，实现自动匹配模拟，可以完全胜任现代光学系统的数字模拟仿真工作。基于这些技术，VirtualLab™提供了光学建模中无法超越的灵活性和效率。

VirtualLab™作为统一化的光学建模平台，它基于电磁场核心理论，用光路流程图（Light Path Diagram）的表示方法进行建模，光学系统中用到的光源、元件和探测器等可以在光学元件库中灵活调用并进行光学特性编辑。对光学系统的不同媒质区域，可自动选择传输模拟技术，用户也可以自行设置传输方式。目前，VirtualLab™兼容了几何光学、平面波光谱法、Fresnel远场积分、Fourier模式方法、光束传播方法、ABCD矩阵传输等多种模拟技术，其发展目标是把市场上所有的光学建模技术都融汇到VirtualLab™的建模技术之中。VirtualLab的五大工具箱：基本工具箱、光栅工具箱、衍射光学工具箱、激光谐振腔工具箱、照明工具箱铸就了它的强大功能。

基本工具箱—Starter Toolbox

VirtualLabTM基本工具箱可以对激光、微光学系统、衍射系统、干涉仪、成像与照明系统进行仿真。光学系统中可以包含折射、衍射、散射、菲涅尔和GRIN透镜DOE、扩散器、光束整形器、衍射光分束器、计算全息、相位器、无定形表面器件和微透镜阵列。基于统一的光学建模，光的传播可以用从几何光学到物理光学的不同传播模式进行建模。
VirtualLabTM对光学系统提供参数优化的功能，比如激光系统，并且在优化过程中综合考虑了衍射、干涉、偏振效应以及像差。

VirtualLabTM独有的自定义功能可以让用户输入方程来定义光学表面图形、光源、透射率和折射率调制的介质。除此之外，不同的导入滤波器可以通过其他软件和测量设备来导入光学表面和激光数据。

   

衍射光学工具箱—Diffractive Optics Toolbox


衍射光学工具箱可以进行衍射光的分束器、扩散器和整形器的设计。这些元件也称为衍射光学元件，计算全息图，相位板或kinoforms。  
衍射光分束器可以将一束激光分成一个光束阵列。衍射光扩散器可以让确定光散射成为一个任意的二维图样。扩散器和分束器可以用在相干光源和部分相干光源转化上。

衍射和折射光束整形器可以将相干激光光束的强

度图样整形为圆形、矩形高帽、线性或者任意预制的二维光强分布。

VirtualLabTM使用强大的迭代傅里叶变换算法(IFTA)对这些元件进行优化。在典型的光束扩散器和分束器的设计过程中Session editors可以辅助用户完成参数设置。

   

光栅工具箱—Grating Toolbox


VirtualLabTM的光栅工具箱能够对二维、三维光栅以及从纳米到毫米量级的光子晶体进行精确的电磁分析，并且可以计算包括衍射效率、近场效应、偏振、反射率、透过率、吸收率以及光栅内部的电磁场等数值。不同自定义的光栅特征可以对用户自定义的光栅进行分析和优化。自定义的内容包括测量好的高度图形、可编程的高度图形以及允许通过输入方程来描述的高度图形和折射率分布的介质。

除此之外，还可以通过制作表面堆以及均匀和非均匀介质来构建光栅结构。VirtualLabTM强大的优化特征可以对光栅进行全局和局部优化。通过参数分析还可以查看公差容限。



   

激光谐振腔工具箱—Laser Resonator Toolbox


VirtualLabTM激光谐振腔工具箱可以分析稳定腔的本征模式，包括基模、高阶模以及本征值的计算。这种分析方法是基于场追迹的方式，它自动整合了从几何光学到电磁场传播等各种不同的光束传播技术。这样就可以对包含腔内的微结构和衍射光学元件、折射率调制的工作物质的模拟以及任意形状的基模的分析。通过公差模拟可以查看谐振腔的稳定性。
激光谐振腔工具箱的显著特征：





   


包含高阶模在内的本征模式分析

微结构反射镜与衍射光学元件

光束参数, M2 计算和参数分析

种类繁多的光学界面与介质

支持LASCAD导入谐振腔系统



照明工具箱—Lighting Toolbox


照明工具箱使用场追迹分析和设计照明系统，场追迹这个新概念用来应用和强调微结构和衍射光学的集成，使得设计LED光整形和均匀化的紧凑型照明系统更加灵活，以及使其他高度辐射变化的光源照明系统更加方便。

照明工具箱是基于光栅、平面镜或者棱镜阵列的光束整形概念，在第一版中只有光栅阵列可用。阵列的每个单元使得光线朝预定的方向传播，并在目标平面上成像为一个光斑，所有阵列单元的光斑在一起形成了理想的光模式。

应用从光源到目标平面的场追迹方法来进行分析和设计，并且考虑了光线的反射、折射以及干涉效应。从光源发出的光，例如LED 光，包括颜色、空间和时间部分相干以及偏振都可以进行调制。

   



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现今，印制电路板已成为绝大多数电子产品不可缺少的主要组件。单、双面印制板在制造中是在基板材料-覆铜箔层压板(Copper-(2lad I。aminates，CCI。)上，有选择地进行孔加工、化学镀铜、电镀铜、蚀刻等加工，得到所需电路图形。另一类多层印制板的制造，也是以内芯薄型覆铜箔板为底基，将导电图形层与半固化片(Pregpr’eg)交替地经一次性层压黏合在一起，形成3层以上导电图形层间互连。因此可以看出，作为印制板制造中的基板材料，无论是覆铜箔板还是半固化片在印制板中都起着十分重要的作用。它具有导电、绝缘和支撑三个方面的功能加工性、制造成本、制造水平等，在很大程度上取决于基板材料 。
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