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  • virtual lab

    2020-10-23 16:11:18
    Virtual lab是西门子推出的一款三维功能属性仿真集成完美愉该当,软件提供了一整套的功能模块,可以用于结构完整性、振动噪声、耐久性、系统动力学特性、驾驶的平顺性及操纵的稳定性等性能地分析操作。
  • VirtualLab Fusion原理简介VirtualLab Fusion是德国LightTrans公司以场追迹概念开发出来的一款高速物理光学仿真平台,其集成了从几何光学到物理光学、从近似到严格的各种麦克斯韦方程求解器,如LPIA(局部平面界面...

    VirtualLab Fusion原理简介

    VirtualLab Fusion是德国LightTrans公司以场追迹概念开发出来的一款高速物理光学仿真平台,其集成了从几何光学到物理光学、从近似到严格的各种麦克斯韦方程求解器,如LPIA(局部平面界面近似)、LLGA(局部线性光栅近似)、RK-BPM(龙格库塔光束传输方法)、TEA(薄元近似)、FMM/RCWA(傅里叶模态发/严格耦合波法)等,能够对如几何透镜、自由曲面、衍射透镜、全息元件、GRIN透镜以及光栅和Meta-Grating等各类元件进行仿真和分析,以及如Geometric(几何)、SPW(平面波谱)、Fresnel(菲涅尔)、Far Field(远场)、Rayleigh Sommerfeld(瑞利索墨菲)等,能够对各种自由空间传输进行计算。同时,VirtualLab Fusion还提供了三种傅里变换方法,包括FFT(快速傅里叶变换)、Semi-Analytical  FT(半解析傅里叶变换)以及Pointwise FT(逐点傅里叶变换)。对于包含各类光学元件的整个复杂的光学系统,通过非序列追迹功能,将所需的求解器连接起来,并通过选择合适的傅里叶变换方法,以在空间域或者空间频率域进行光场传输计算,从而能够在保证计算精度的情况下,更快的完成整个系统的仿真和分析,以实现高速物理光学仿真。在整个仿真过程中,会考虑各种物理光学效应,如干涉、衍射、像差、偏振、相干以及矢量效应等。

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    集成了各类麦克斯韦方程求解器

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    通过连接各种场求解器以实现高速物理光学建模

    功能特性

    作为全球唯一一款基于场追迹概念来开发的高速物理光学仿真软件,VirtualLab Fusion为用户提供了光学建模和仿真所需的各种功能和特性:

    光线追迹和光场追迹,两者可以一键切换;

    序列和非序追迹;

    用户可自定义选择从几何到物理、从近似到严格各种光学建模技术;

    用户可自定义选择FFT(快速傅里叶变换)、Semi-Analytical  FT(半解析傅里叶变换)以及Pointwise FT(逐点傅里叶变换);

    丰富的库系统,包括光源库、元件库、界面库、介质库、材料库、探测器库等九大库系统,能够快速的完成系统的建模;

    参数扫描和参数优化,可对系统进行公差分析以及优化;

    多软件接口,如Macleod、LASCAD、ZEMAX、JCM Suit等;

    可导出多种格式结构,如GDSII、STL、IGES、ASCII、Bitmap等;

    跨平台联合仿真和优化,如MATLAB、OptiSlang、Python等;

    基于C#语言进行二次开发;

    应用领域9f28ab763bb02b40dc361c1df0b5431a.png

    VirtualLab Fusion能够实现高速物理光学的建模和仿真,已广泛的应用于高校、研究所以及各知名光学企业。其主要应用领域如下:

    1. 光束整形

    VirtualLab Fusion能够使用自由曲面,衍射光束分束器与图案生成器,扩散器和常规阵列微光学元件(包括但不局限于微透镜阵列)实现光束整形。

    1) 折射光束整形

    2) 衍射光束整形

    3) 扩散片

    4) 微透镜阵列和微结构单元阵列

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    SLM像素处衍射效应仿真和分析

    2. 光学测量

    通过高速物理光学,对干涉仪、光谱仪和传统式或结构照明式显微镜的成像质量与分辨率限制进行全面的研究。

    1) 干涉仪

    2) 显微镜

    3) 单色仪

    4) 光谱仪

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    对包含光栅的车尼尔-特纳系统进行分析

    3. 微纳光栅

    通过高速物理光学,可以对1D和2D微纳光栅进行严格的电磁分析,获得相应的近场、衍射级次以及衍射效应,同时能够对光栅进行优化,以获得所需要光栅结构参数并集成到整个光学系统中进行分析。

    1) 1D和2D介质光栅

    2) 1D和2D界面光栅

    3) 衍射级次计算、偏振分析以及内部场计算

    4) 优化

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    倾斜光栅的优化

    4. 成像系统

    通过高速物理光学,实现透镜系统建模。提供对包含鬼像和部分相干性的系统的可靠的PSF / MTF评估。系统中可以包含光栅,全息光学元件以及衍射透镜。

    1) 衍射透镜

    2) 高级PSF/MTF

    3) 鬼像

    4) 包含光栅的成像系统

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    基于高NA物镜对微结构晶圆进行成像检测

    5. 激光系统

    高速物理光学可以有效地实现对激光光源、衍射、干涉、偏振的建模,并且可以使用任意感兴趣的光束参数。

    1) 激光传输

    2) 扫描系统

    3) 飞秒脉冲

    4) 激光晶体

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    激光扫描系统的建模和仿真

    6. 虚拟和混合现实

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    针对AR,VR以及MR应用,VirtualLab Fusion为用户提供了多通道波导成像系统的非序列建模技术,建模过程中能够对波前差、能流以及PSF/MTF进行评估。

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    光波导全视场角光线追迹

    典型应用示例

    1. 基于各种干涉仪的测量系统仿真和分析

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    2. 基于锥透镜生成无衍射贝塞尔光束

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    3. 包含光栅的复杂光学系统仿真和分析

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    4. 光纤耦合系统的设计和优化

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    5. 基于表面光栅的光波导结构模拟与设计

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    6. 基于VCSEL阵列的点阵投影仪的人脸识别系统

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    7. 超表面结构的设计和优化

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    8. 非周期性微透镜阵列整形

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    9. 衍射透镜的设计和分析

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    10. 跨平台联合仿真与优化

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  • LMS官方 声学分析软件 结果处理 展示 Virtual.Lab Acoustics Rev.9
  • 关于LMS Virtual.Lab Motion的介绍,很全面。详解说明了Virtual.Lab Motion软件的功能,列举了在许多行业的应用案例,推荐阅读。
  • Rizom Lab发布了UV贴图工具Unfold3d最新版本RizomUV Real Space 2018.0.200,现在称为RizomUV,是目前CG软件中比较优秀的展UV软件,凭借其爆破性快速UV展开功能而闻名,这个新名称也标志着一个新版本,包括一个大修...
  • 用于Virtual.lab 12版本的安装 声明:本安装说明来自于互联网,严禁用于商业目的!若用于商 业用途,请购买 LMS 正版软件(www.lmschina.com),企业和个人用 户使用此版本带来的法律问题,由使用者本人承担!
  • 利用虚拟软件Lab VIEW软件制作的曲线拟合程序,LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是常用的虚拟仪器开发软件之一,可以方便快捷的完成程序的编辑。
  • 通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。工作流程概述MATLAB- 批处理模式文件的交互式...

    摘要

    因为单个软件很难为研究中的不同领域提供所需的功能,所以通常复杂光学系统的建模和设计通常需要同时使用多个软件。通过标准批处理模式,我们演示了如何使用MATLAB访问VirtualLab Fusion的场解算器并使用MATLAB执行光学仿真。本示例展示了基于多种配置的严格光栅分析,参数扫描和优化。02e71d1d1922eb5979b738cf6c1292e1.png

    工作流程概述

    MATLAB

     - 批处理模式文件的交互式访问

     - 外部数学函数和工具

    批处理模式文件

     - 执行仿真

     - 光学参数和仿真结果存储

    VirtualLab Fusion

     - 光学设置定义

     - 内核仿真引擎

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    在VirtualLab Fusion中定义光学设置

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    在VirtualLab中生成相应的光学设置

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    创建批处理模式文件

    •首先,我们为选定的光学设置创建批处理模式文件。

    •在所选文件夹中,生成三个新文件

     - parameters.xml

    包含VirtualLab光学设置的所有参数的xml文件

     - sample_batch.bat

    包含要执行的命令的批处理文件

    - system.os

    包含原始光学设置的os文件(VirtualLab文件格式)

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    修改批处理文件

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    使用批处理文件执行仿真

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    使用MATLAB执行仿真(通过批处理)

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    使用MATLAB执行仿真(通过批处理)

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    参数扫描 - 变化单个参数

    •MATLAB基础文件也可以用作另一个MATLAB文件中的子功能。

    •作为示例,我们演示了如何扫描光学设置中的选定参数,并检查对结果的影响。

    •在此例子中,光栅深度是变化的,主要研究的是第-1级的衍射效率。05425d77bc5cd94d05ef8f8e48cdf3d9.png

    参数扫描 - 变化单个参数

    •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。

    0f6000f1c35b427f7e4683dda6083b4c.png

    参数扫描 - 变化多个参数

    •可以灵活地应用MATLAB基础文件。

    •例如,可以改变多个变量并在参数空间上进行多维扫描。

    •在此示例中,光栅深度和填充因子都是变化的,主要研究的是第-1级次的衍射效率。

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    参数扫描 - 变化多个参数

    •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan2D复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。

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    多配置仿真

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    在多个配置中变化单个参数

    •使用MATLAB基础文件访问每个配置的子函数,我们定义了另一个具有变化参数的.m文件。
    •作为示例,我们演示了如何在TE和TM配置中改变光栅深度。
    •主要研究的是两种偏振状态的第-1阶的衍射效率以及它们的平均值。37f62156b8aa16315d7fd7d805b4cfd7.png

    在多个配置中变化单个参数

    •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。

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    具有多个配置的参数优化

    •基于前面的示例,我们演示了如何通过使用Matlab内置的最小化函数优化所选参数来代替扫描。

    •例如,将光栅深度设置为变量,并且TE和TM偏振的平均效率将被最大化。1da5f32a1c8159934f30e91e127965e4.png

    •要使用示例文件,请直接将MATLAB文件ParameterScan1DTETM复制到工作文件夹中,调整工作路径,然后执行。38153487473f9ceec3b6981e11cb1ad5.png

    文件信息cdb36297cae2e6bd0fec68800f4529be.png

    更多阅览
    - Cross-Platform Optical Modeling and Design with VirtualLab Fusion and Python

    743ac58d3ac22431dfb8b4e7a639267c.png

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  • 作为两个正交偏振态的平均值,我们为您展示了如何在VirtualLab Fusion中建模这种用于光栅仿真的非偏振光。为此,我们提供了示例来说明软件中的相应设置。光栅仿真中的非偏振光•光栅分析−对于使用傅立叶模态方法...

    摘要

    像光栅这样的光学设备对光的偏振比较敏感。因此,在仿真中适当考虑光的偏振非常重要。在实际中,光栅有时会以非偏振光作为输入。作为两个正交偏振态的平均值,我们为您展示了如何在VirtualLab Fusion中建模这种用于光栅仿真的非偏振光。为此,我们提供了示例来说明软件中的相应设置。8f232dc3742c9a449a8dc6b1331c035f.png

    光栅仿真中的非偏振光

    •光栅分析

    −对于使用傅立叶模态方法(FMM / RCWA)的单光栅分析,使用平面波入射来计算

    例如:作为被研究光栅固有特性的衍射效率。

    •非偏振平面波

    −考虑到沿z方向的平面波,可以将非偏振光视为同一时间可以处于任何偏振态。

    −任意偏振态可以沿两个正交基底投影,并且统计上,非偏振光沿两个正交基底给出相等的投影。

    −因此,我们可以使用两个正交状态的平均值,并以非相干方式表示非偏振光。 93ad83c1e9d64b105db1c95b54312fca.png

    光栅仿真中的光源设置

    •手动控制光源偏振态

    −在VirtualLab Fusion中,光始终以矢量形式表示,并且可以完全控制光源设置中的偏振态。

    −按照基本概念,可以根据非偏振光的需要,以特定的输入偏振态执行光栅仿真。例如,通过选择TE和TM偏振作为两个正交基,分别执行光栅仿真,然后通过功能区菜单功能手动平均结果。7ed6c8b2d8c79c68062675c2013133ac.png

    光栅仿真中的偏振相关分析器

    •光栅偏振分析器

    −为计算光栅衍射效率,VirtualLab Fusion提供了偏振分析器,用于研究偏振相关效应。

    −偏振分析器,例如:光栅级次分析器对入射的偏振态具有额外控制。

    −偏振分析器中的偏振设置独立于光学装置中的光源设置。2f9bea2093c7ca34877c177290e702ba.png

    实例1:使用非偏振紫外光的Talbot图像

    建模任务

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    查看完全版应用使用案例

    在特定位置检测的场

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    在特定位置检测的场

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    非相干求和

    •两个线性偏振输入光束的结果可以通过功能区菜单功能来完成非相干求和。

    •为了进行非相干求和,应将强度数据转换为数值数据阵列文件。

    e4a8936af9c1284f2c05ba7faf38b4df.png

    非相干求和8c5c3a73ca0653659fbf6490a2eda719.png

    正交偏振态的选择

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    实例2:偏振不相关透射光栅的分析

    建模任务

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    查看完全版应用使用案例

    光栅偏振分析仪

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    文件信息

    c86cf4ef40dbcf8c82b2d7feb6ac9061.png

    更多阅览
    -  Talbot Images of A Conical Phase Mask
    -  Analysis and Design of Highly Efficient Polarization Independent Transmission Gratings
    -  Modeling and Design of Blazed Metagratings

    f838e485001c32ba91b7d19c2fac8d22.png

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  • 作为两个正交偏振态的平均值,我们为您展示了如何在VirtualLab Fusion中建模这种用于光栅仿真的非偏振光。为此,我们提供了示例来说明软件中的相应设置。光栅仿真中的非偏振光•光栅分析−对于使用傅立叶模态方法...

    摘要

    像光栅这样的光学设备对光的偏振比较敏感。因此,在仿真中适当考虑光的偏振非常重要。在实际中,光栅有时会以非偏振光作为输入。作为两个正交偏振态的平均值,我们为您展示了如何在VirtualLab Fusion中建模这种用于光栅仿真的非偏振光。为此,我们提供了示例来说明软件中的相应设置。9aa0c5f23cd1215ff9e4f933b28f5c1b.png

    光栅仿真中的非偏振光

    •光栅分析

    −对于使用傅立叶模态方法(FMM / RCWA)的单光栅分析,使用平面波入射来计算

    例如:作为被研究光栅固有特性的衍射效率。

    •非偏振平面波

    −考虑到沿z方向的平面波,可以将非偏振光视为同一时间可以处于任何偏振态。

    −任意偏振态可以沿两个正交基底投影,并且统计上,非偏振光沿两个正交基底给出相等的投影。

    −因此,我们可以使用两个正交状态的平均值,并以非相干方式表示非偏振光。 e46b2fa79e958289e0ef50079982578b.png

    光栅仿真中的光源设置

    •手动控制光源偏振态

    −在VirtualLab Fusion中,光始终以矢量形式表示,并且可以完全控制光源设置中的偏振态。

    −按照基本概念,可以根据非偏振光的需要,以特定的输入偏振态执行光栅仿真。例如,通过选择TE和TM偏振作为两个正交基,分别执行光栅仿真,然后通过功能区菜单功能手动平均结果。dd27d99e09a137aa8e650e9c490aa8eb.png

    光栅仿真中的偏振相关分析器

    •光栅偏振分析器

    −为计算光栅衍射效率,VirtualLab Fusion提供了偏振分析器,用于研究偏振相关效应。

    −偏振分析器,例如:光栅级次分析器对入射的偏振态具有额外控制。

    −偏振分析器中的偏振设置独立于光学装置中的光源设置。e13a00abcf3584e0465191924a9bff1b.png

    实例1:使用非偏振紫外光的Talbot图像

    建模任务

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    查看完全版应用使用案例

    在特定位置检测的场

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    在特定位置检测的场

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    非相干求和

    •两个线性偏振输入光束的结果可以通过功能区菜单功能来完成非相干求和。

    •为了进行非相干求和,应将强度数据转换为数值数据阵列文件。

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    非相干求和399ee8861458a58d8958cc3a73bb9002.png

    正交偏振态的选择

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    实例2:偏振不相关透射光栅的分析

    建模任务

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    查看完全版应用使用案例

    光栅偏振分析仪

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    文件信息

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    更多阅览
    -  Talbot Images of A Conical Phase Mask
    -  Analysis and Design of Highly Efficient Polarization Independent Transmission Gratings
    -  Modeling and Design of Blazed Metagratings

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  • 2-MIT6.828环境配置

    2021-02-04 15:25:21
    还有使用git clone下载本次lab的课程资源。 使用virtual box虚拟机,采用的操作系统为ubuntu20.4。安装并配置好虚拟机后,进行如下操作: $ sudo apt-get install -y gcc gdb make libgmp-dev libmpfr-dev libmpc-...
  • 分支virtual-lab-environment包含用于建立适合于开发Python软件的虚拟实验室环境的详细说明。 骨骼 分支skeleton包含一个可与CLI一起使用的Python 3应用程序框架。 它具有示例命令和示例Flask应用程序。 课程设置 取...
  • 其次,基于边界元法,将ANSYS输出的轨道的动态振动响应导入到LMS Virtual.Lab软件中,以获得从轨道传递到特定监测点的外部辐射和声场压力分布。 本文还对火车经过时的振动速度和声压进行了现场测量。 比较并讨论了...
  • 几何零件的创建

    2019-01-17 11:40:00
    Virtual.Lab环境中有一个可选设置项,允许用户在创建新零件的时候对零件进行命名。从主菜单中选择Tools à Options,弹出如下图所示的对话框。按图所示进行设置。 如果没有选中“Display the ‘New Part’ ...
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空空如也

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