文章目录点光源平面波高斯光束点光源LightPipes中提供了四种基础光源即点光源平面波、高斯光束和Airy光束。最简单的自然是点光源除了栅格化光场之外只需输入点光源的x , y x,yx,y坐标即可。下面考察其传播特性即点光源在传输10mm和10m后分别如下图所示可见点光源模型在传输时默认通过一个方形孔径。fromLightPipesimport*importmatplotlib.pyplotasplt FinBegin(5*mm,532*nm,512)dct{}dct[ps]PointSource(Fin,0,0)dct[10mm]Forvard(dct[ps],10*mm)# 传播 10mmdct[10m]Forvard(dct[ps],10*m)# 传播 10mdefdrawDct(dct,st):fori,keyinenumerate(dct):axplt.subplot(sti)ax.imshow(Intensity(0,dct[key]))plt.title(key)plt.axis(off)plt.show()drawDct(dct,131)平面波和点光源相比平面波多了半径参数w倾斜参数tx, ty以及偏移参数x_shift, y_shift。其传播结果如下可见在物理光学理论中平面波在传播到远场之后能量也会损失掉。代码如下fromLightPipesimport*importmatplotlib.pyplotasplt FinBegin(5*mm,532*nm,512)dct{}w1*mm dct[PlaneWave]PlaneWave(Fin,w)dct[10mm]Forvard(dct[PlaneWave],10*mm)# 传播 10mmdct[10m]Forvard(dct[PlaneWave],10*m)# 传播 10mdrawDct(dct,131)高斯光束【GaussBeam】是LightPipes中完备的高斯光束生成方案其内容复杂需要专门讲解。相比之下【GaussHermite】和【GaussLaguerre】实现了基础的高斯厄米特和高斯拉盖尔光束此二者分别是方形和圆形谐振器的出射光场二者的函数签名如下。GaussHermite(Fin,w0,m0,n0,A1.0)GaussLaguerre(Fin,w0,p0,l0,A1.0,ecs1)其光场分布为GaussHermiteA H m ( 2 x ω 0 ) H n ( 2 y ω 0 ) exp [ − x 2 y 2 ω 0 2 ] AH_m\left(\frac{\sqrt{2}x}{\omega_0}\right)H_n\left(\frac{\sqrt{2}y}{\omega_0}\right)\exp\left[-\frac{x^2y^2}{\omega^2_0}\right]AHm(ω02x)Hn(ω02y)exp[−ω02x2y2]GaussLaguerreA ( ρ ) ∣ l ∣ 2 L l p ( ρ ) e − ρ 2 cos ( l θ ) A(\rho)^\frac{|l|}{2}L^p_l(\rho)e^{-\frac{\rho}{2}}\cos(l\theta)A(ρ)2∣l∣Llp(ρ)e−2ρcos(lθ)下面查看G H 11 GH_{11}GH11光束在传播10mm和10m之后的表现FinBegin(5*mm,532*nm,512)dct{}w01*mm dct[GaussHermite]GaussHermite(Fin,w0,1,1)dct[10mm]Forvard(dct[GaussHermite],10*mm)# 传播 10mmdct[10m]Forvard(dct[GaussHermite],10*m)# 传播 10mdrawDct(dct,131)
LightPipes中的光源及其传输图像
文章目录点光源平面波高斯光束点光源LightPipes中提供了四种基础光源即点光源平面波、高斯光束和Airy光束。最简单的自然是点光源除了栅格化光场之外只需输入点光源的x , y x,yx,y坐标即可。下面考察其传播特性即点光源在传输10mm和10m后分别如下图所示可见点光源模型在传输时默认通过一个方形孔径。fromLightPipesimport*importmatplotlib.pyplotasplt FinBegin(5*mm,532*nm,512)dct{}dct[ps]PointSource(Fin,0,0)dct[10mm]Forvard(dct[ps],10*mm)# 传播 10mmdct[10m]Forvard(dct[ps],10*m)# 传播 10mdefdrawDct(dct,st):fori,keyinenumerate(dct):axplt.subplot(sti)ax.imshow(Intensity(0,dct[key]))plt.title(key)plt.axis(off)plt.show()drawDct(dct,131)平面波和点光源相比平面波多了半径参数w倾斜参数tx, ty以及偏移参数x_shift, y_shift。其传播结果如下可见在物理光学理论中平面波在传播到远场之后能量也会损失掉。代码如下fromLightPipesimport*importmatplotlib.pyplotasplt FinBegin(5*mm,532*nm,512)dct{}w1*mm dct[PlaneWave]PlaneWave(Fin,w)dct[10mm]Forvard(dct[PlaneWave],10*mm)# 传播 10mmdct[10m]Forvard(dct[PlaneWave],10*m)# 传播 10mdrawDct(dct,131)高斯光束【GaussBeam】是LightPipes中完备的高斯光束生成方案其内容复杂需要专门讲解。相比之下【GaussHermite】和【GaussLaguerre】实现了基础的高斯厄米特和高斯拉盖尔光束此二者分别是方形和圆形谐振器的出射光场二者的函数签名如下。GaussHermite(Fin,w0,m0,n0,A1.0)GaussLaguerre(Fin,w0,p0,l0,A1.0,ecs1)其光场分布为GaussHermiteA H m ( 2 x ω 0 ) H n ( 2 y ω 0 ) exp [ − x 2 y 2 ω 0 2 ] AH_m\left(\frac{\sqrt{2}x}{\omega_0}\right)H_n\left(\frac{\sqrt{2}y}{\omega_0}\right)\exp\left[-\frac{x^2y^2}{\omega^2_0}\right]AHm(ω02x)Hn(ω02y)exp[−ω02x2y2]GaussLaguerreA ( ρ ) ∣ l ∣ 2 L l p ( ρ ) e − ρ 2 cos ( l θ ) A(\rho)^\frac{|l|}{2}L^p_l(\rho)e^{-\frac{\rho}{2}}\cos(l\theta)A(ρ)2∣l∣Llp(ρ)e−2ρcos(lθ)下面查看G H 11 GH_{11}GH11光束在传播10mm和10m之后的表现FinBegin(5*mm,532*nm,512)dct{}w01*mm dct[GaussHermite]GaussHermite(Fin,w0,1,1)dct[10mm]Forvard(dct[GaussHermite],10*mm)# 传播 10mmdct[10m]Forvard(dct[GaussHermite],10*m)# 传播 10mdrawDct(dct,131)
