增强现实和混合现实(AR&MR)作为全新的头戴式显示概念，具有巨大的市场需求和潜力。其中一种典型的AR&MR设备是基于光栅波导结构。而正是因为光学光栅这种微纳元件的使用，我们不能简单地使用基于几何光学的光线追迹直接对系统进行建模和分析。
作为一款基于物理光学的建模仿真和设计软件，VirtualLab Fusion成功融合了几何光学和物理光学的概念和技术，能够结合不同的麦克斯韦方程算法对系统内各器件进行模拟，比如使用傅里叶模态法(FMM)对局部光栅的衍射效率进行计算，然后使用非序列建模的概念将这些麦克斯韦求解器进行连接，从而实现严格的建模仿真。此外，为了应对特殊的成像需求，VirtualLab Fusion中还集成了不同的评价函数来完成对系统的设计优化。此培训课程中，我们将结合具体的案例讨论AR&MR设备（HoloLens 1, 2, WaveOptics的架构设计）的建模原理、操作技巧和优化流程。

近年来，在材料学和生物学领域，对于微纳结构的成像，例如纳米小球，亚波长光栅，蛋白质分子等等，越来越受到极大关注。而对于微纳结构的成像，需要用到高数值孔径光学显微镜。由于微纳结构以及高数值孔径显微镜有着很大的矢量特性，所以传统的基于标量的成像理论已经不再适用。因此，对整个显微镜系统的矢量成像分析显得越来越迫切。
在本次课程中，我们首先介绍基于Debye-Wolf 理论，对于偶极子（Dipole Source）的理想高数值孔径的矢量点扩散函数的计算（Vectorial PSF）。其次，我们会根据真实的显微镜系统来对Dipole Source 成像，分析矢量点扩散函数以及双螺旋（Double Helix）点扩散函数, 并分析不同光学系统的相差， 例如尼康（Nikon）,奥林巴斯（Olympus）,蔡司（Zeiss）等，以及实验中遇到的非准直等误差对结果的影响。再次我们会介绍严格麦克斯韦方程组解法，傅里叶模态法，用来对微纳结构做矢量模拟。最后，我们会结合透镜系统和微纳结构，讲解一些具体的显微镜系统应用及其成像质量分析，包括阿贝成像理论的实验，紫外显微镜对光栅的观察，晶圆级光学 （Wafer Level Optics) 对准装置的模拟，共聚焦扫描显微镜 (Scanning Confocal Microscopy) 成像原理的探究，傅里叶显微镜（Fourier Microscopy）对单分子的矢量成像，单光子结构光照明显微镜（Structured Illumination Microscopy）矢量照明分析，双光子（Two-Photon）结构光照明显微镜的时域聚焦（Temporal Focusing）特性。
基于上述真实显微镜系统应用，我们还会和学员共同利用VirtualLab Fusion完成模拟已经像差和物理原理的分析。

衍射光学元件（DOE）是基于光波的衍射理论，利用计算机辅助设计技术，在片基或传统光学器件表面刻蚀产生两个或者多个台阶甚至是连续形状的浮雕结构，形成纯相位、具有极高衍射效率的一类光学器件，亦称为二元光学元件（BOE）。其具有体积小、重量轻、易复制、设计自由度高等优点，能够实现阵列化，集成化以及任意的波面转换，广泛用于激光材料加工，生物医学设备，光刻和全息照明、光学传感以及通信等领域。

课程以介绍VirtualLab Fusion软件的基本概况（如技术特点、功能应用等）为主，辅助基本案例（如光源、元件的建模以及使用合适的探测器来进行分析等）来逐步的引导无软件使用经验的用户来了解和学习VirtualLab Fusion，以帮助用户实现VirtualLab Fusion软件入门，并将VirtualLab Fusion用于之后的学习和工作中。

作为光机一体化的开发平台，可以用在光学设计过程中的每一个环节，包括最初的概念验证，整合光学设计和机械设计，对虚拟原型进行全面分析，对模型参数进行快速公差分析和优化，以及将供应商的目录集成到软件中以供加工和系统调试。它的显示窗口为3D实体显示工作平台，具备快速的光线追迹功能，并且可以同时允许127核CPU进行多线程运算及支持多节点分布式计算。另外，FRED MPC版本，支持GPU加速计算，计算速度最快是其他版本的150倍。

本课程主要面向FRED初学者，将主要介绍如何利用FRED进行模型的仿真与建模分析。

LASCAD基础操作培训，适用于零基础或对LASCAD感兴趣的用户，通过案例的形式进行LASCAD操作讲解，主要介绍了LASCAD在进行谐振腔设计时，通过FEA有限元分析，BPM物理光学传播，谐振腔稳定性分析，DMA动态多模分析以及调Q等操作对谐振腔进行输出功率及光束质量分析。

课程涵盖Macleod软件基础操作、光学薄膜膜系设计与优化方法。培训期间针对实例，演示完整的光学薄膜设计与分析过程。课程期间会为所有学员提供全模块的Essential Macleod 薄膜软件进行实践操作，旨在让各界相关技术人员快速知悉软件的各项功能的同时，并通过相关的实例演示掌握该软件在光学镀膜领域的具体应用。

热成像定义为产生一个场景的可视化二维图像的过程，该图像依赖于从场景到达成像仪器孔径的热辐射或红外辐射的差异。热成像系统通常会减去背景来增强在红外场景中变化的对比度。当背景不均匀时，由于冷反射的存在，可能产生杂散信号。本课围绕一下几个内容探讨：基本辐射度量学、冷反射产生机理分析与软件仿真、光学设计与冷反射的抑制、TSE与热成像的计算。

本课程针对Macleod软件使用上需要进行二次功能扩展的客户，将展示如何编程、如何使用内部函数，实现软件功能最大化。

大视场、高分辨率机载紫外-可见光成像光谱仪对获得对流层示踪气体总量，从未监测对流层污染现象至关重要。本课程基于机载紫外-可见光成像光谱仪的特殊性和实际应用要求，提出采用面阵CCD的摆扫式成像光谱仪，能够满足大视场、宽谱段、高分辨率成像光谱仪的应用要求。本设计光谱仪的波长范围为200-500nm,光谱成像系统采用分波段分系统的方式独立进行光谱成像，200-310、310-500nm采用CT光栅光谱仪成像。

许多激光系统包含一个空间滤波器，来“清除”由散射或不想要的高阶模引起的高频噪声，以产生准直、单模的高斯光束。一般来说，一个透镜使光束聚焦到一个小孔上，然后再经过第二个透镜准直。由于透镜的傅里叶变换特性，在小孔平面上的光束轮廓是初始光束的傅里叶变换。小孔略去了边缘处的高频噪声，然后让低频高斯光束以高的百分比（98-99%）通过。在FRED中模拟该过程涉及了一些技术，这些技术与使用复合光线追迹的相干光束的建模和传播有关。课程通过详细的步骤准确地在FRED中模拟空间滤波器，并重点描述了过程中一些有用的功能和技巧。

GLAD是物理光学仿真领域的代表性软件之一，具备光束在任意光学系统的传输模拟能力、激光谐振腔的分析能力、光波导的建模和传输分析能力、光学系统的偏振分析能力、泵浦分析能力以及各种非线性光学领域的仿真、分析能力。

在介绍耦合模理论和传输矩阵方法的基础上，重点展示该软件在如下领域的应用及示例，主要包括：
可进行光谱滤波的带通滤波器
可用作谐振腔的光纤布拉格反射器
可用作光纤通信中色散补偿的啁啾光栅
可用作EDFA增益平坦化的长周期光栅
利用光纤光栅的切趾来实现边模抑制
利用光纤光栅对于温度和应力的敏感实现传感应用

利用LASCAD在固体激光器热效应分析方面的全面功能，展示热效应分析的流程，并研究热效应对于激光器性能的影响。主要包括：
热效应分析的基本流程
可以支持的热效应分析模型
热效应对于谐振腔稳定性的影响
热效应对于谐振腔输出模式的影响

OptiWave系列产品介绍：OptiSystem——集现代光学网络传输层光链图的设计、测试和建模于一体的综合软件设计组件。OptiSPICE——光电一体化回路设计软件。OptiGrating——专门用于模拟光纤光栅（FBG）以及光波导光栅。OptiFiber——专门用于各类轴对称光纤的设计。OptiFDTD——专门针对于微光元器件设计的有限差分时域算法软件。OptiBPM——专门用于光波导设计的仿真软件。

当前的光通信领域，由于其系统日趋复杂，其元器件日趋创新，以及元器件的加工昂贵且费时，因此，使用专业的工具来模拟和分析系统和元器件并进行性能验证就尤为重要了。
OptiSystem能够模拟复杂的光通信系统及放大器系统，利用OptiSystem可以大大缩短科研成本，提高效率。
本课程为OptiSystem软件操作课程，内容涵盖了如光放大器，PAM4，OAM，OTDR传感器，自由空间光通信等的操作案例，本课程旨在让学员掌握OptiSystem，并应用到平时的科研和工作中！

本课程主要介绍如何使用几何光学整形方法和物理光学整形方法（IFTA）来进行光束整形器的设计和优化，其中包含整形原理的介绍、评价函数的定义及应用以及后续的结构设计和公差分析等。

要求有FRED软件基础或参加过FRED MPC基础操作线上课程。课程内容：调用EXCEL进行公差分析、调用Matlab实现快速计算、批处理、PST自动计算、热辐射系数计算、复合散射模型的建立（纹理、黑漆、颗粒污染）、一键鬼像分析、偏振散射、5X离轴无焦望远镜照明面与关键面、人眼屈光度及光瞳调节、CAD模型表面位置的快速确认。

FRED拥有强大的建模仿真功能，拥有3D的窗口显示，具备快速的光线追迹功能，并且可以同时允许127核CPU进行多线程运算及支持多节点分布式计算。另外，FRED MPC版本支持GPU加速计算，计算速度最快是其他版本的150倍。 本次课程采用FRED最新版本, 主要面向FRED初学者，希望从《光学工程仿真软件FRED速成》这本书籍中的范例出发，通过案例重现和分析，学习使用FRED进行光学系统的建模，仿真及优化。

本课程以操作培训为主，主要针对已有一定使用经验的VirtualLab Fusion 用户，通过构建各类光学系统，如混合成像系统、光束整形系统、干涉测量系统以及激光传输系统等，来掌握VirtualLab Fusion内的建模和仿真方法，并基于软件提供的各种评价函数对系统进行分析和优化，同时，课程中也会包含跨平台仿真以及简单的编程应用培训。

干涉系统被广泛的应用于光学测量和光学检测等领域。对这类系统工作的原理的讨论必须要结合物理光学的知识，如光的电磁场表示、光的波动性、光场的叠加等。作为基于物理光学的光学模拟软件，用户在VirtualLab Fusion中可以精确地实现针对不同物理光学效应的快速仿真。本课程将选取几种典型的干涉系统在VirtualLab Fusion中完成建模和分析。通过对模拟参数的改变，我们将分析讨论干涉的产生原理和条件。

本课程将使用一款创新的光通讯系统模拟软件包，兼容微软的windows操作系统（包括windows 10及以上），可以在32位和64位系统下运行,它集设计、测试和仿真各种类型宽带光网络物理层的电光信号调制/解调、编码/解码、传输、交换、接入、光纤无线融合通信等功能于一身，能对高速长距离通讯系统、宽带接入网络、大容量光分组交换系统和光纤无线融合通信系统进行有效且可靠的数值模拟仿真和系统级设计。该软件基于实际光纤通讯系统应用模型开发了系统级模拟器，并具有强大的模拟真实环境和真实应用的能力，其性能可以通过丰富的用户光电子器件库和完整的交互式操作界面进行扩展，从而为严谨的理论解析和后期的实验验证提供强有力的参考。该软件还有极其丰富的有源和无源光子器件库和各类型电子器件库，并包含各类型数字信号处理（DSP）模块，其拥有的参数扫描和优化功能允许用户研究特定的器件技术参数对系统性能的影响。该软件是根据通信系统和通信网络设计人员、光通信和无线通信工程师、相关科研人员的实际需求而设计开发的，因此它具有最贴近真实应用的数值模拟仿真功能。

本课程重点突出JCMsuite软件的基本应用模块及开发工具。首先，从求解方法、几何构建以及后处理过程出发，介绍JCMsuite软件的基本组成模块以及相关操作，以帮助大家在较短的时间快速熟悉软件操作界面。其次，为大家介绍JCMsuite主要应用的领域以及相应功能特点。最后，重点展示一些软件特色案例等及模块如何与实际相结合，从而使大家将理论知识与实际经验结合起来，对微纳器件的制备提出实用的建议，以减少设计时间并降低生产成本。

TechWiz LCD系列软件可以适用于各种液晶器件的仿真，通过本次课程了解各种显示模式（TN、IPS、MVA、PSVA等）的建模与仿真分析；液晶器件光学薄膜设计与优化；LCOS、LC透镜、LC光栅的建模与优化。

TRCX、TSolidX、TVolumeX软件在RC提取、3D建模、成盒优化等方面具有强大的功能，可用于LCD、OLED以及触控面板等的设计和分析。通过本次课程，学员可了解到TRCX、TSolidX、TVolumeX软件完整的功能特性，以及学会软件的基本操作，如LCD结构的建模，电场的分析，以及液晶成盒的优化等。

1. 了解测量误差的分裂以及数据处理的方法；了解目视仪器的对准与调焦误差以及光学测量基本部件的工作原理；了解光学玻璃主要光学性能参数测量的方法；了解光学零部件的基本量的测量方法；了解光学系统基本特性参量的测量方法；了解光学系统像质检验与评价、光学系统杂光与透射比的检测以及光学传递函数测量的基本方法。
2. 理解各种测量方法的测量原理以及误差的来源。
3. 掌握对准与调焦的含义以及常见观测系统的对准与调焦误差求取；掌握平行光管的调校方法及精度分析；能够对各种测量方法进行精度分析。

VirtualLab Fusion多元化光学仿真平台集成了针对各种不同光学元件的特定光场算法，并建立了友好的用户使用界面，用户可便捷地在软件中进行系统建模，并联合不同算法精准快速地仿真光场在复杂光学系统中序列与非序列地传播。
本课程主要介绍如何使用几何光学整形方法和物理光学整形方法（IFTA）来进行光束整形器的设计和优化，其中包含整形原理的介绍、评价函数的定义及应用以及后续的结构设计和公差分析等。