Ansys Zemax | 如何將光柵數據從Lumerical導入至OpticStudio（下）
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本文介紹了一種使用Ansys Zemax OpticStudio和Lumerical RCWA在整個光學系統中精確仿真1D/2D光柵的靜態工作流程。將首先簡要介紹方法。然后解釋有關如何建立系統的詳細信息。
本篇內容將分為上下兩部分，上部將首先簡要介紹方法工作流，下部將詳細闡述示例部分。
介紹
在此工作流程中，設計人員首先在Lumerical FDTD或RCWA中模擬光柵，然后將數據導出到擴展名為json的文件。在OpticStudio中，用戶可以導入這些數據，以精確模擬在整個宏觀系統中的光柵特性。
示例
本文提供了8個示例供用戶參考。第一個示例是用于演示如何建立光柵的簡單光柵。接下來的3個示例（2-4）演示了文章Speos Lumerical Sub-wavelength Model中提供的同樣的json示例。最后4個示例（5-8）模擬了CMOS背向衍射效應。該系統包含一個手機鏡頭模型和一個衍射表面，該表面讀取一個json文件，用于模擬CMOS傳感器上的背向衍射效應。
1. Simple_period_4um-2023R1.zar
在此示例中，請特別檢查我們對光源使用的波長是否與.json文件中定義的波長相同。此外，衍射面兩側的折射率也應與.json文件中定義的相同。
2. triangular_lattice_reflector.zar
在此示例中，json文件加載到了物體2衍射光柵的表面1上。
由于我們將光源設置為寬帶波長，因此可以看到衍射光柵引起的“彩虹”。
3. grating1D_x.zar
此示例與上一個示例類似。唯一的區別是我們將json文件替換為一維光柵示例。
4. FDTD_1D_diffraction_grating_export.zar
在此示例中，我們在玻璃平板上放置了一個圓形光柵。準直光束入射到該光柵上，光柵將光線衍射到一個滿足全反射條件的大角度，然后衍射光線在玻璃平板內傳播。這展現了關于AR光波導如何工作的非常基本的概念。
值得一提的是此示例的設置。如下所示，物體2和3重疊。根據嵌套規則，重疊部分的表面屬性將由編輯器中物體編號較大的物體決定。在此示例中，此重疊部分的表面屬性將由物體3的表面1決定，提供衍射功能。
另外值得一提的是，我們之所以這樣建立系統，是因為坐標系統。首先，我們可以通過從物體屬性中選中“繪制局部坐標軸”選項來查看物體3的局部坐標，如下所示。可以看到，物體3的z軸指向內側。
另一方面，如果我們查看json文件，可以看到它假設-z側（n_lower）的折射率為1.565，+z側（n_upper）的折射率為 1.0。這就是為什么我們需要將物體3放置在玻璃平板之外，但將其與玻璃平板（物體2）重疊。另請注意，這也是為什么物體3的材料是空白的，意味著折射率為1.0，這確保了+z側的折射率為1.0。同樣地，物體3的-z側折射率為1.565，來自物體2（玻璃平板）的材料屬性。
通過這樣做，我們可以確保 .json文件中的折射率條件與OpticStudio中的設置相匹配。請注意，json文件中的數據進一步來自Lumerical中的設置。從根本而言，在將json文件分配到物體時，我們是將Lumerical和OpticStudio中物體之間的坐標系相匹配。
5. Plan_B_period_1um-2023R1.zar
6. Plan_B_period_1um_use_real_IR_coating-2023R1.zar
下圖展示了Plan_B_period_1um_use_real_IR_coating-2023R1.zar中的數據。
7. Plan_B_period_4um-2023R1.zar
8. Plan_B_period_4um_use_real_IR_coating-2023R1.zar
下圖展示了Plan_B_period_4um_use_real_IR_coating-2023R1.zar中的數據。
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