案例139（3.2）

 

1.關(guān)于公差模擬

?公差仿真的目的是為了研究制造和對齊公差對一個光學(xué)系統(tǒng)性能的影響。

?單參數(shù)的公差模擬沒有考慮多個不同參數(shù)之間的補償或放大效應(yīng)對系統(tǒng)性能的影響。

?VirtualLab Fusion的參數(shù)運行文檔提供了幾種模式，允許對任意數(shù)量的參數(shù)進行公差分析。

 

2.參數(shù)變化的模式

為了在公差分析中考慮多個參數(shù)，可以使用以下方法：

?標(biāo)準(zhǔn)：基于設(shè)置的起始值和終止值，所以指定的參數(shù)以相同的步數(shù)進行線性的變化。

?編程：該模式允許任意形式的參數(shù)變化。

?掃描：系統(tǒng)性檢查并生成所有的參數(shù)組合，一般需要耗費大量的計算機內(nèi)存和時間。

?隨機：蒙特卡羅模擬，即不同參數(shù)的隨機組合。如果僅僅進行幾次迭代，那么僅能夠大概的了解系統(tǒng)的特性。之后可以進行更多次的迭代來得到更有意義的結(jié)論。

 

3. VirtualLab Fusion中的公差模擬

?上面描述的所有方法都可以由VirtualLab Fusion的參數(shù)運行實現(xiàn)。

?這個案例使用了稍微修改過的案例LBS.001的光束整形器系統(tǒng)，應(yīng)用單參數(shù)和蒙特.卡羅方法來對系統(tǒng)進行公差分析。

?

 

4.建模任務(wù)

 

 

分析系統(tǒng)的以下公差：

 

5. 模擬對齊公差

 

 

?模擬元件的對齊公差必須在Stored Function元件的Position/Orientation標(biāo)題下選擇Isolated Positioning標(biāo)簽并勾選Use Isolated Translation以激活公差分析功能。

?公差值由Parameter Run進行改變。在元件對話框中的值可以忽略。

 

6.模擬刻蝕深度公差

?模擬掩膜刻蝕深度誤差必須在Stored Function元件的Function頁面中進行激活。

?公差值必須由Parameter Run進行改變。忽略元件對話框中的相關(guān)設(shè)置。

?公差值1代表的是理想的刻蝕深度。

 

7. 單參數(shù)變化

 

?激光光束半徑對光束整形系統(tǒng)的光學(xué)性能有強烈的影響。

?Usage Mode（使用模式）：選擇Standard（標(biāo)準(zhǔn)）模式以改變單個參數(shù)。

?選擇腰束半徑X作為變化的參數(shù)。

 

?光束整形系統(tǒng)對激光光束半徑的變化非常的敏感。

?信噪比（SNR）將減小到28dB。

 

8.蒙特卡洛模擬

 

 

模擬結(jié)果

 

 

?依據(jù)于隨機參數(shù)集的SNR變化。

?最小SNR可以通過在菜單中點擊Detectors-Minimum（Position and Value）探測圖蒙特卡羅結(jié)果中的最小值以及位置。

?最小SNR：22.2dB

?平均SNR：28.5dB

 

9. 生成的場分布

  

?左圖：理想輸出強度（SNR38.1dB）

?右圖：最低信噪比的光圖樣（SNR22.2dB）

?將蒙特卡洛模擬結(jié)果導(dǎo)出到外部軟件（例如Microsoft Excel）運行進行進一步統(tǒng)計評價。

 

10.結(jié)論

?VirtualLab Fusion支持分析對齊公差和制造公差。

?參數(shù)運行可以運行單參數(shù)變化和蒙特卡洛模擬。

?蒙特卡洛模擬給出最壞和平均光學(xué)性能的概述。

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