[VirtualLab] VirtualLab Fusion参数扫描动画教程—以轴锥镜-透镜生成3D瓶束为案例

图1. 轴锥镜和透镜将光束转化为中空的瓶束

建模任务：

轴锥镜和透镜构成的系统可以将高斯光束整形为环形光束，并且可以生成三维的瓶底光束。这一期将通过对这个系统的建模带领大家了解VirtualLab Fusion的参数扫描功能和动图的生成过程。

轴锥镜的传输函数为exp(-i2π/λrα)，其中λ为波长，α是径向调控因子。透镜的传输函数则是exp(-i2π/λr^2/f/2)，f为焦距。如图2所示，二者均可以通过可编程函数进行建模。

图2. 通过Programmable Function定义轴锥镜参数和透镜参数

搭建好的光路图如图3所示，光源为0.5mm，532nm高斯光束，经过整形系统后形成中空瓶束，放置在特定位置的探测器可以获得此处的横向光场分布

图3. 光路图

图4展示了分别位于30mm和100mm处的光斑。可以看到在30mm处为贝塞尔光束，而在100mm处为环形光束，整体构成了3D的中空瓶束。

图4. 不同位置的光斑分布

打开New Parameter Run，点击下一步。

图5. New Parameter Run对话框

在这一步，可以选择希望扫描的参数，比如这里让探测器从0到100mm，步长为10，即它会记录10个位置的强度分布。

图6. 选择对应的参数，设置初始值和终值，设置步长接着点击下一步。

图7. 迭代参数预览

设置为场追迹引擎，显示探测器结果。点击下一步。

图8. 选择场追迹引擎

点击Go。

图9. 启动界面

运行完成后先选择对应的行，确保Combined Output这一项为Animation，点击Create Output from Selection可以生成对应的动画。

图10. 选择对应的参数集，创建动画文件

在File->Export可以选择导出为GIF或者视频格式。

图11. 导出动画为GIF格式或视频格式

当轴锥镜和透镜的距离小于等于焦距，会出现一端闭合另一端开口的瓶束，如图12所示：

图12. 轴锥镜和透镜距离为100mm时的结果

当轴锥镜和透镜的距离大于焦距，比如焦距为100mm,距离为160mm时会出现两端均闭合的3D瓶束,如图13所示：

图13. 轴锥镜和透镜距离为160mm时的结果

图14. 导出的GIF动画

总结

这一期首先用可编程函数对轴锥镜-透镜瓶束生成系统进行了建模，并使用参数扫描功能改变探测器的位置探测不同位置的光场分布，使用Animation创建动画。VirtualLab Fusion支持多元化仿真，参数扫描功能可以助力系统优化。