- 2025-03-06
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F-THETA 扫描镜头
对于高功率激光扫描系统领域中的许多应用,重要的是要确保离轴焦点位于焦平面上,而不是像常规球面透镜那样在曲面上。 F-theta 镜头的开发考虑了这一要求,旨在将入射的准直光束聚焦到一个焦点上,该焦点的横向位移理想情况下与扫描角度线性相关。
快速物理光学和设计软件 VirtualLab Fusion 提供了多种工具,允许光学工程师检验特定 f-theta 设计的性能。其中包括计算实际光斑位置和所需光斑位置之间偏差的畸变分析器,以及允许同时配置一组具有不同入射方向的视场模式的扫描光源,以便更方便地研究系统。此外,强大的场追迹引擎使用户能够使用物理光学研究焦点的行为(点扩散函数),该功能能够发现纯光线追迹器未考虑的其他影响。
F-Theta扫描镜头的性能评估
使用 VirtualLab Fusion 中的扫描光源,我们通过测量不同扫描角度下焦点位置的偏差和光斑大小来分析 F-Theta 镜头的性能。
如何设置扫描光源
VirtualLab Fusion 中的扫描光源定义了一个多模光源,它可以生成一组截断的平面波,辐射到几个预定义的方向,这有助于例如激光扫描系统的建模和评估。
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FRED案例:矩形微透镜阵列
介绍
小透镜阵列可应用在很多方面,其中包含光束均匀化。本文演示了一个用于在探测器上创建均匀的非相干照度的成像微透镜阵列的设计。输入光束具有高斯轮廓,半宽度等于微透镜阵列大小,并且显示了其功率轮廓被微透镜阵列消除掉。
系统输出
简单示例系统由单色光源组成,空间高斯切趾功率(1/e2=5mm)和0.6度半发散角,两个相同的33*33透镜阵列(10mm孔径),微透镜焦距4.80mm和单个微结构0.3mm,成像透镜焦距100mm及位于成像透镜的后焦平面位置的一个探测器平面。
成像结构如下所示,fLA1 < a12 < fLA1 + fLA2。在探测器平面上照明区域的直径由下式给出:
照明平面上的半发散角度由下式给出:
在FRED文件给出的例子中,对于指定的微透镜阵列和成像透镜,结构如下给出:
DFT=6.07mm
θ≈4.4º
微透镜构建
微透镜的结构包括一个输入平面,阵列式的基面和接近于微透镜阵列裁剪体的外边缘表面。这些组件如下所示:
可以采取以下步骤来创建微透镜阵列的几何结构。
1. 创建一个组件来控制微透镜阵列的组件(Menu > Create > New Subassembly)。
2. 创建一个半宽度对应阵列微透镜的输入平面。在这个例子中,微透镜间距是0.3毫米,微透镜的数量是33x33,所以平面半宽度是16 *0.3+0.15=4.95mm。FRED原始构造用于定义平面(Menu>Create>New Element Primitive>Plane)。创建一个半宽度对应排列微透镜的输入平面。在这个例子中,微透镜间距是0.3毫米,微透镜的数量是33x33,所以平面半宽度是16 *0.3+0.15=4.95mm。FRED元件的初始结构使用平面(Menu>Create>New Element Primitive>Plane)。
3. 创建一个包含基面的自定义元件节点(Menu>Create>New Custom Element)。这个自定义元件节点将阵列形成微透镜出射面。
a. 在步骤3中,创建一个新的表面作为自定义元件的子元件(Menu>Create>New Surface)。在这种情况下,表面类型:conic=1, R=-2.2。表面的孔径选项上,调整外边界X和Y的尺寸设置为阵列间距(0.15mm)的一半。Z-长度应该减小到包含表面的最小尺寸(提示:使用脚本语言的Sag函数来找到半孔径必须的Z-长度)。
b. 整列步骤3中创建的自定义元件的基表(鼠标右键点击自定义元件节点并选择“Edit/View Array Parameters”)。在这个例子中,在X和Y方向上定义的阵列间距等于在每个方向上的微透镜间距。对于33x33微透镜阵列,在每个方向上的最小和最大元胞值设置为-16到+16。
4. 添加另一个自定义元件到组件节点,它包含边缘面,可以由挤压一个沿z轴的封闭曲线组成。
a. 将曲线添加到自定义元件节点(Menu>Create >New Curve),并将其类型设置为“Segmented”。在电子数据表格区域右击鼠标并选择“Generate Points”来打开一个可以用于快速指定一个封闭的分段曲线的实用工具。在这个例子中,孔径的形状是半孔径为4.95mm的方形。在分段曲线生成对话框中我们可以选择以下设置:
i. # points around generating curve = 4
ii. X semi-width = Y semi-width = 4.95
iii. Orientation = Top edge parallel to X axis
iv. Type = circumscribe
b. 添加表面到自定义元件,并将其类型设置为“Tabulated Cylinder”。准线曲线应该是来自4a的封闭曲线,并且其Z方向应该设置为微透镜阵列(Z=1.2)的厚度。表面对话框的孔径选项上设置其x和y裁剪体外边界略大于微透镜阵列的孔径(例如4.96)。z裁剪体应该足够大,以包含挤压表面。
仿真结果
系统布局原理图中所示的三种光束可以在FRED附加示例文件中进行模拟,通过使用鼠标右键单击菜单选项的切换光源“InputSource 1”,“InputSource 2”和“InputSource 3”可追迹。光源“FullAperture”设置为不可追迹。光线追迹的结果如下所示。
当光源“FullAperture”可追迹时,其照射轮廓是5mm半宽度的高斯形,如下所示。
在探测平面上的最终分布如下所示:
在光照平面上的强度轮廓如下所示。
- 2025-03-05
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如何设置扫描光源
摘要
VirtualLab Fusion中的扫描源定义了一组理想平面波,被孔径截断并向不同方向辐射。方向配置为角度空间中的栅格。这种光源在许多不同领域都有应用:例如,在激光扫描系统中,分析不同扫描角度的性能;或者在成像系统中对视野进行采样。与参数运行一起,可以在不同模式下扫描方向/角度,并且可以针对特定应用灵活配置。
基本参数
特定参数-强度
特定参数-角度设置
特定参数-坐标系统
光线选择
偏振设置
模式选择
模式选择
ParameterRun–扫描列/行
ParameterRun–在每个方向上扫描
文件信息
更多阅览
- F-θ扫描透镜的性能评估
- 如何设置面板类型源
- 带导光元件的全息透镜1型布局的建模
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TRCX应用:显示面板工艺裕量分析
制造显示面板的主要挑战之一是研究由工艺余量引起的主要因素,如CD余量,掩膜错位和厚度变化。TRCX提供批量模拟和综合结果,包括分布式计算环境中的寄生电容分析,以改善显示器的电光特性并最大限度地减少缺陷。
(a)参照物
(b)膜层未对准
- 2025-03-04
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立方体光束整形器上的全内反射(FTIR)
摘要
光线分束器件在光谱学、干涉测量学和光通信领域的许多应用中发挥着至关重要的作用。一种常见的分束器是基于受抑全内反射(FTIR)的效果,因此由两个玻璃棱镜组成,并被一层非常薄的层隔开。如果该层足够薄,由于倏逝波隧穿到另一侧,一部分光将透射通过边界,而其余部分将会被反射。
建模任务
连接建模技术:亚波长间隙
与表面交互的可用建模技术:
对于通过亚波长间隙传播的特殊情况,考虑倏逝波是至关重要的,因为这些波可以穿过间隙并实现受抑全内反射(FTIR)的效果。因此,使用S矩阵算法对该过程进行严格地建模。
受抑全内反射(FTIR)
分层介质组件
层矩阵求解器
分层介质组件采用层矩阵电磁场求解器。该求解器在空间频域(k域)中工作。它由
1.每个均匀层的特征模求解器和
2.一个用于匹配所有界面上的边界条件的s矩阵组成。
本征模求解器计算每层均匀介质在k域内的场解。s矩阵算法通过递归匹配边界条件来计算整个层系统的响应。
这是一种以其无条件数值稳定性而闻名的方法,因为与传统的传递矩阵不同,它避免了计算步骤中的指数增长函数。
更多信息:层矩阵S矩阵
非序列追迹
系统概述(光线结果概览:系统3D)
间隙厚度分析
参考文献:Chang Chien et al. “Design Analysis of a Beam Splitter Based on the Frustrated Total Internal Reflection”, Prog. Electromagn. Res., Vol. 124, 71-83, 2012.
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对光学系统中亚波长结构的严格模拟
在光学设计软件VirtualLab Fusion中实现的建模技术的交互性意味着其用户可以完全灵活地在精度和速度之间找到始终相关的折衷方案。这也适用于模拟光通过亚波长结构传播:可以只为光学系统中表现出亚波长调制的部分选择严格的模型,同时在系统的其他地方选择数值上计算量更小的替代方案,从而在不必要地牺牲速度的情况下达到所需的精度。
但是不要仅相信我们的话,你亲自去看看!
你可以在下面找到两个不同的具有亚波长结构的系统的例子的链接:由不同直径的纳米柱排列构建的超透镜的设计工作流程的示意图,和基于受抑全内反射(FTIR)工作原理的棱镜分束器,其中分束器的两臂之间的能量再分配是通过倏逝波隧穿一层很薄的材料来实现的,该薄层材料把密度较高的介质分成两个棱镜。
一种超透镜的设计与分析
在此用例中,设计并分析了基于电介质圆柱的聚焦超透镜。所使用的参数来自E. Bayata(2022)发表的一篇文章。
立方体光束整形器上的全内反射(FTIR)
本用例演示了一种基于受抑全内反射(FTIR)的真实分束器,并研究了间隙厚度对反射和透射效率的影响。
- 2025-03-03
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VirtualLab Fusion应用:利用Fabry-Pérot标准具检测钠D线
摘要
Fabry-Pérot标准具广泛用于激光谐振腔和光谱仪中进行波长的选择。 通常,由两个高反射(HR)涂层表面组成,其间具有空气或玻璃。 在该示例中,利用VirtualLab Fusion设置了具有二氧化硅间隔标准具的光学测量系统,并测量钠的D线。 利用非序列场追迹技术,充分考虑了标准具中多次反射引起的相干现象,并研究了涂层反射率对条纹对比度的影响。
建模任务
所有谱线的可视化
锐度与涂层反射率
锐度与涂层反射率
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OptiSystem应用:真实图像在光纤中传输后的恢复
本案例的目的是仿真图像经过图像处理转化成二进制信号之后,在光纤系统中进行传输,最后经过图像恢复得到传输后的图像,并观察眼图来评估传输质量。
一、黑白图像传输
首先,我们搭建一个如图1所示的系统布局。
图1.黑白图像传输系统布局
在这个链路中,我们将图片导入到黑白图像数字化组件(Black and White Image Digitizer),该组件将图片转化成二进制信号,生成的信号会调制载波经过50km的光纤系统进行传输,光电转化并滤波之后,我们用数据恢复器件(Data Recovery)来恢复二进制信号,再用图像重构组件(Image Reconstructor)接收二进制信号实现对传输之后图像的恢复。
对于黑白图像数字化组件和图像重构组件,设置如图2所示:
(a)黑白图像数字化组件设置
(b)图像重构组件设置
图2.黑白图像数字化组件和图像重构组件设置
运行程序,得到经光纤系统传输之后恢复后的图像,与原图像对比如图3:
(a)原始图像
(b)传输后恢复图像
图3.黑白图片原始图像与传输后恢复图像对比
由于传输过程中存在损耗与色散,图片恢复后产生部分失真。为了更直观评估系统传输性能,我们可以进行眼图分析,眼图如图4:
图4.黑白图片传输系统眼图
二、彩色图像传输
对于彩色图片传输系统,我们搭建图5所示光路。
图5 彩色图像传输系统布局
与黑白图像传输布局类似,对于彩色图像,只需将黑白图像数字化组件改为彩色图像数字化组件(Colored Image Digitizer)。
彩色图像数字化组件与图像重构组件设置如图6所示:
(a)彩色图像数字化组件设置
(b)图像重构组件设置
图6.彩色图像数字化组件和图像重构组件设置
对于彩色图像,我们可以在彩色图像数字化组件中选择高分辨率和低分辨率。运行程序后,比较不同分辨率下的结果,如图7所示:
(a)原始图像
(b)(低分辨率)传输后恢复图像
(c)(高分辨率)传输后恢复图像
图7.彩色图片原始图像与传输后恢复图像对比
- 2025-02-28
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参数优化文档介绍
摘要
VirtualLab Fusion的参数优化文档使用户能够为其光学装置应用非线性优化算法。该文档指导您完成优化配置并最终输出结果。这个用例解释了参数优化文档的不同选项和设置。目前包括三种局部优化算法和一种全局优化算法。
参数优化文档
可以为光学装置生成参数优化文档,该光学装置通过探测器或分析仪输出要优化的数字。
参数优化文档可以通过以下途径打开
•功能区项目光学装置>新参数优化
•快捷键“Ctrl+T”
•光学装置编辑器的工具按钮
参数选择
检测装置规范
指定约束条件
在此页面上,用户可以指定约束类型和关联值
• 系统选定的自由参数
• 探测器或分析仪计算的所有评价函数
• 可能的一般结构数量,取决于自由参数,不能直接修改。
指定约束条件
通过单击“更新”,将触发光学装置的自由参数的起始值的模拟。所产生的评价函数(即其起始值)以及
→ 它们对优化的贡献(相关性或优先级)
→ 公共价值函数值=目标函数值,定义为所有约束的加权和。
权重与贡献
优化方法的选择
所有提供的优化都旨在使目标函数值最小化。
1. 选择优化策略(局部或全局)
2. 定义局部优化的设置
• 选择优化算法
• 当达到最大迭代次数*或与上一模拟步骤的偏差小于最大公差**时,算法停止。
• 通过初始步长比例因子,所有自由参数的起始值到第一次迭代值之间的步长均按比例缩放。即,控制初始配置周围的搜索区域;
• eg.通过更高的值,可以跳出局部最小区域。
• 3.定义全局优化的设置
3. 定义全局优化的设置
*结果列表可能会列出更多的迭代;这源于这样一个事实,即一些优化算法也会显示中间函数结果。
**根据经验,可以设置一个最大公差值,该值比初始目标函数值小约4-5个数量级。
局部和全局优化
变量的目标函数图示(三维和二维)
局部优化算法速度很快,但它们在寻找全局最小值方面的成功通常很大程度上取决于起始值的选择。因此,在不知道良好起始值的情况下,全局优化更可取。
局部优化算法
目前,提供了三种用于最小化多元函数的非线性局部算法:
Nelder&Mead的下坡单纯形法,它的收敛速度不是很快,但它是一种简单而鲁棒的方法。通常适用于少于6个自由参数。
鲍威尔(方向集)法它可能更适合于大量的自由参数(>10).
Levenberg-Marquardt算法它“在高斯-牛顿算法和梯度下降法之间进行插值。[…]在许多情况下,它可以找到一个解决方案,即使它从非常远的最终最小值开始。”收敛是可能的,但不能保证。
所有局部最小化算法都有陷入局部极小值的风险。为了尽量减少这种风险,可以尝试使用较大的初始步长比例因子,从不同的初始条件开始,或使用全局优化算法。
所有局部最小化算法都有陷入局部极小值的风险。为了尽量减少这种风险,可以尝试使用较大的初始步长比例因子,从不同的初始条件开始,或使用全局优化算法。
source: https://en.wikipedia.org/wiki/Levenberg%E2%80%93Marquardt_algorithm from 2021-10-13
全局优化算法
VirtualLab Fusion为全局优化*提供模拟退火,通过添加随机温度项,实现对目标函数全局最小值的近似搜索**𝑡 设置为当前值,并使用
r是介于0和1之间的随机值, T是温度,该温度根据退火计划逐渐降低,具有可调节的开始温度和退火步骤数。
全局搜索的成功在很大程度上取决于选择的起始温度和退火次数。如果启动温度过低,算法可能会陷入局部最小值的环境中。另一方面,过高的温度值将增加“跳出”已检测到的全局最小值的周围的可能性。
*这种全局优化算法的名称及其参数类似于冶金退火,如果选择明智的冷却过程,退火过程将达到接近最优的低能状态。
**它通常会产生一个全局最小值的近似解,这通常是足够的,或者可以用于后续的局部搜索。
优化结果
在最终表格中显示了参数和相关结果。在此处或通过“参数化优化”功能区启动和停止优化。某些优化算法(如下坡单纯形)实际上不允许约束。取而代之的是惩罚规则。当前,源自超出约束设置的参数的所有结果单元格均为空。
文档信息
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圆锥折射作为偏振计量工具的模拟
摘要
圆锥折射是一个众所周知的现象,发生在双轴晶体中,入射高斯光束被转换成一个环形光束,其光强分布与入射偏振有关。很多偏振计量的应用都是基于此现象开发的。在这个案例中,我们利用快速物理光学软件VirtualLab Fusion,演示设计了一个具有两个双轴的偏振计,每个臂上都有一个晶体。
建模的任务
如何从检测结果中识别入射场的偏振状态?
双轴晶体中的锥形折射
光学设置遵循Peinado等人.Optics Letters 38.20(2013):4100-4103。
系统构建模块-偏振光源
系统构建模块-双轴KGd晶体
参数跟随c.f. Phelan等人,Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
仿真结果
仿真结果
- 2025-02-27
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双轴晶体中锥形折射的建模与应用
锥形折射是由光学各向异性引起的众所周知的现象。当聚焦光束沿其光轴通过双轴晶体传播时,就会发生这种现象:透射场演化为一个高度依赖于输入光束偏振状态的锥体。基于这一现象已经发展了多项应用;用它作为偏振测量的基础是最有趣的方法之一。
通过快速的物理光学建模和设计软件VirtualLab Fusion,这种效应及其应用可以得到充分的研究。看看下面的例子,我们首先演示了使用圆偏振输入光束的圆锥折射的基本原理,然后分析了在分离臂中有两个双轴晶体的偏振探测仪的设计。
双轴晶体中的锥形折射
证明了KGd晶体中的圆锥形折射。
锥形折射作为偏振测量工具的模拟
这个用例演示了锥形折射应用于偏振测量工具。
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Litestar 4D – WebCatalog 7:全自动数据管理
Wg7是OxyTech Webcatalog的革新版本
其设计是为了满足对照明产品的有效和全自动的数据管理
Wg7 对于照明设计师和生产商是全自动的
前所未有
使用Wg7您可以:
- 搜索产品
- 查看极坐标,直角坐标或光束开角图
- 分析光谱,TM-30的颜色图表和曲线
- 查看McAdam椭圆,光谱参数,CRI图表
- 下载交互文件(LDT, IES, OXL, IESxml, UNIxml)
- 也可以用25种语言查看和下载报告和数据表
- 2025-02-26
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泰伯效应
在衍射光学中,当周期性结构被准直光照射时,可以观察到在物体后面周期性距离处形成的周期性结构的图像。这就是众所周知的 Talbot 效应(用所谓的 Talbot 距离来描述周期性间隔),它已经在例如光刻中得到了常规应用。
利用快速物理光学建模和设计软件VirtualLab Fusion的场跟踪技术,可以充分研究这种效应及其应用。请看下面的例子,在这些例子中,我们用线性和交叉图案演示Talbot效应的基本原理,并更仔细地研究特定的光刻应用,以产生纳米结构。
圆锥相位掩模版的泰伯成像
在VirtualLab Fusion中对带有一层圆锥体的相位掩模板进行了严格的建模。检测到不同的Talbot图像,其中柱图案在主图像平面中再现,而孔图案在次图像平面中再现。
泰伯效应的建模
我们演示了Talbot效应的建模,Talbot效应是一种众所周知的来自周期结构(如光栅)的近场衍射效应。
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如何编辑VirtualLab Fusion结果的格式
1. 摘要
虽然提供方便的工具来为所需的光学任务获得快速准确的结果是任何光学模拟软件的主要目的,但不应低估多功能后处理的价值。对结果数据呈现的调整既可以满足期刊或报告中出版物的特定要求,又可以强调和突出结果中感兴趣的内容。 在此用例中,演示了在 VirtualLab Fusion 中自定义检测器结果的不同选项。 这些工具可用于通常的 2D 场表示,也可用于 1D 横截面数据和多图。
2. 这个示例展示了……
3. 配色方案
4. 对数和指数颜色表
5. 配色方案的例子
6. 缩放和轴配置
7. 轴的配置
8. 坐标和插值设置
9. 点与矩形标记
10. 1D横断面选择/线路扫描
11. 一维图的线和符号
对于一维数据,可以利用符号来指示曲线中的实际采样点。 它们的外观可以在属性浏览器中进行调整。
12. 多重图文件的生成
13. 多图文档的格式
14. 文件信息
- 2025-02-25
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仿真结果的格式&定制
虽然任何光学仿真软件的主要目的都是提供方便的工具,使用户能够获得所需光学任务的快速和准确的结果,但不应低估多功能后处理能力的价值。对结果数据的外观进行定制,既可以满足期刊或报告中出版的特定要求,也可以强调和突出结果中感兴趣和关键的方面。
在选定的用例中,提供了用于自定义探测器结果和VirtualLab Fusion外观的不同选项。
如何格式化VirtualLab Fusion结果
此用例演示了如何根据个人喜好或者报告或发布模板的特定需求定制和格式化探测器结果。
VirtualLab Fusion中的可视化设置
本文档演示了如何使用全局选项来个性化VirtualLab Fusion的视图设置。
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光波导的入射耦合和出射耦合区域
在增强现实和混合现实应用中,光波导设计的一个主要部分是耦合器,在许多情况下实现为光波导表面的光栅区域。VirtualLab Fusion为区域配置提供了一种非常灵活的方法。当用于定义光波导上的光栅区域时,还有另一种级别的灵活性,即追迹哪一阶以及应用哪一种方法来模拟光栅。对于系统的初步研究,或对于未知的结构,可以使用光栅模型功能。为了全面地模拟光栅,我们提供了严格的傅里叶模态法(FMM/RCWA)。点睛之笔是一个查找表概念,它存储瑞利矩阵并在后续运行中使用它们,从而提高模拟速度。
灵活的区域定义
本用例引导您通过灵活的区域配置在VirtualLab融合,它允许用户定义各种形状的区域,例如光波导应用程序。
光栅区域衍射级数和效率的规范
此用例涵盖了用户友好的界面,用于选择光栅阶数并指定光导光栅区域的效率(理想化或严格计算)
- 2025-02-24
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光栅区域衍射级数和效率的规范
1. 摘要
为了模拟AR和MR设备,VirtualLab Fusion 提供了光导组件。为了耦合,可以在光导的表面上定义光栅区域,并可非常灵活地对这些区域进行配置:区域的形状、它的通道、光栅的参数和要通过系统跟踪的光栅阶数,以及用于模拟光与光栅相互作用的方法。 光栅可由用户随意调整。 在这个用例中,我们专注于光栅相关方面的配置:选择要模拟的光栅级次以及其确定效率的不同机制(理想化或严格化)。
2. 建模任务
3. 系统计算
4. 区域定义
5. 选择光栅级次和仿真
光栅阶定义
理想和真实光栅的效率设置
1. 理想光栅效率设置
所有级次的光栅效率设置
2. 可编程效率设置
所有级次的光栅效率设置
效率的可编程选项使用与恒定选项相同的假设(参见前文),以便根据效率值建立矢量行为。
然而,可编程模式使用户可以更灵活地分配效率值,该值取决于其他系统参数,如波长、入射平面波方向和其他用户定义的全局参数。
编辑按钮打开源代码编辑器以输入相应的代码片段。 它还带有一个有效性指示器和其他选项卡,例如,可以声明附加参数(以多种数据格式)以供后续在代码中使用。
3. 实际光栅效率设置
在对真实光栅运行一次模拟后,关于该光栅如何变换输入场的计算信息会自动存储在查找表 (LUT) 中,因此不必重复相同的(可能在数值上成本高昂)模拟。
如果任何可能影响光栅响应的系统参数被修改(波长、平面波方向),当再次运行模拟时,新信息会添加到 LUT。
可以保存计算出的查找表,以便以后在采用相同光栅和配置的相同或不同系统中使用
4. 真实光栅结构的配置
5. 场追迹仿真
6. 文档信息
更多信息
- Flexible Region Definition
- Configuration of Grating Structures by Using Special Media
- Configuration of Grating Structures by Using Interfaces
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使用1D-1D EPE的光波导布局设计工具
为增强现实和混合现实应用设计光导器件极具挑战性,由于角谱模式的完全混合,以及系统中大量的自由参数,这使得用“蛮力”方法来优化参数几乎是不可能的。快速物理光学建模和设计软件VirtualLab Fusion用Light Guide Toolbox Gold Edition为您提供了几个系统的设计工具,帮助光学工程师以更可控的方式一步一步地解决设计过程。这些系统的设计工具涵盖了器件的布局,以及耦合和EPE区域的光栅参数。
在这里,我们关注两个与布局相关的工具:k-Layout Visualization和Layout Design,适用于具有可分离的1D-1D出瞳扩展和1D周期光栅结构的设备,如Hololens 1。观看下面的用例,了解更多关于它们令人兴奋的潜力!
波导布局设计工具
布局设计工具根据所需的规格允许设计一个定制的“Hololens 1”近似增强或混合现实系统。
K域可视化图
本用例解释了k-Layout可视化工具中使用的物理概念,并演示了其用法。
- 2025-02-21
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光导布局设计工具
摘要
随着增强和混合现实(AR & MR)技术的发展,光波导器件已成为人们越来越关注的对象。为了帮助光学工程师设计这样的系统,VirtualLab Fusion提供了几个系统设计工具,将任务分解成一个受控的、循序渐进的过程。在这个用例中,我们演示了布局设计工具根据用户的规格自动生成“Hololens 1”类型(线性光栅下的1D-1D孔径扩张)系统的功能。
打开AR&VR布局设计计算器
布局设计工具(Layout Design tool)是Light Guide Toolbox Gold Edition中的一个特殊计算器。
它是在Start ribbon 主窗口的Light Guides部分初始化的。
布局设计——设置参数
视场范围(FOV)
输入输出耦合区域的位置和方向
导厚度
目瞳扩张(EPE)偏转
布局设计——计算参数
光波导光学设置的自动生成
平面波源规范
扫描场源规格
元件和光栅区域的定位
光导参数
传输或反射的设计
光栅区域的参数
光栅区域的参数
偏转角设置
探测器设置
参数相关性和贡献概述
结果
文件信息
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EastWave应用:光场与石墨烯和特异介质相互作用的研究
图 1-1 模型示意图
本案例使用“自动计算透反率模式”研究石墨烯和特异介质的相互作用,分析透反率在有无石墨烯存在情况下的变化。光源处于近红外波段。
模型为周期结构,图中只显示了该结构的一个单元,其中绿色介质为石墨烯(采用无色散介质建模),黄色介质为金,灰色介质为 Si3N4,金介质层中有空气狭缝。光源从石墨烯的一侧入射,并设为开放边界,其余向设置为周期边界。
“自动计算透反率模式”集成了频率、光源、记录、边界等参数设置,只需要建立仿真物体模型后设置网格区域即可。
选择观测界面 XY 面,场分量可以选择 Ex 或 Ey,点击 即可查看实时场。点击 按钮可以自动调整色彩范围,观察到下面的实时场:
实时场:XY 面,Ey 分量
实时场:XY 面,Ex 分量
计算完成后,在“工作空间”下自动加载“Graphene.ewd ”结果文件,该文件储存在“文件目录\Graphene.ewp.data”目录下。
上图为有石墨烯结构的透反率,下图为无石墨烯结构的透反率