微透鏡陣列仿真的案例
用于M×N陣列波長選擇開關(guān)的光纖耦合微透鏡陣列設(shè)計
WSS中負責(zé)將空間光束與光纖耦合的端口陣列模塊，決定了M×N端口WSS的關(guān)鍵參數(shù)，如輸入/輸出端口數(shù)量和插入損耗。本文采用強大的物理光學(xué)仿真工具VirtualLab Fusion 2023.1（Build 1.558）軟件，設(shè)計優(yōu)化了硅基微透鏡陣列，實現(xiàn)1143 μm間距光纖陣列的高精度耦合。最終，所設(shè)計的微透鏡經(jīng)制造驗證，在3 dB插入損耗條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的聚焦能力。該微透鏡陣列耦合系統(tǒng)在傳輸約300 mm距離后，可生成28個直徑約1mm（光束1/e2直徑）的聚焦光斑，顯著擴展了波長選擇開關(guān)的端口數(shù)量。該微透鏡陣列設(shè)計方法顯著提升了M×N端口波長選擇開關(guān)的端口數(shù)量，成功擴展至令人矚目的28×28端口規(guī)模。
展開 [VirtualLab論文] 用于M×N陣列波長選擇開關(guān)的光纖耦合微透鏡陣列設(shè)計
WSS中負責(zé)將空間光束與光纖耦合的端口陣列模塊，決定了M×N端口WSS的關(guān)鍵參數(shù)，如輸入/輸出端口數(shù)量和插入損耗。本文采用強大的物理光學(xué)仿真工具VirtualLab Fusion 2023.1（Build 1.558）軟件，設(shè)計優(yōu)化了硅基微透鏡陣列，實現(xiàn)1143 μm間距光纖陣列的高精度耦合。最終，所設(shè)計的微透鏡經(jīng)制造驗證，在3 dB插入損耗條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的聚焦能力。該微透鏡陣列耦合系統(tǒng)在傳輸約300 mm距離后，可生成28個直徑約1mm（光束1/e2直徑）的聚焦光斑，顯著擴展了波長選擇開關(guān)的端口數(shù)量。該微透鏡陣列設(shè)計方法顯著提升了M×N端口波長選擇開關(guān)的端口數(shù)量，成功擴展至令人矚目的28×28端口規(guī)模。
展開 微透鏡陣列的高級模擬
摘要
微透鏡陣列在數(shù)字投影儀、光學(xué)擴散器、三維成像等各種光學(xué)應(yīng)用中得到越來越多的關(guān)注。VirtualLab Fusion允許應(yīng)用一種先進的場跟蹤算法，通過所謂的多通道概念來分析這樣的數(shù)組元素。在本例中，介紹了微透鏡陣列組件的配置和使用。
微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)配置
場通過哪一種方法通過MLA傳播？
子通道分解 ? 該MLA組件的特點是，用戶可以選擇是通過一步(a)通過多個微透鏡傳播整個場，還是先分解場，使每個微透鏡單獨評估，每個這些所謂的子通道的輸出場隨后通過后續(xù)系統(tǒng)進行進一步處理，然后所有場被適當(dāng)?shù)胤旁谝黄?b) .? 子通道模擬更準(zhǔn)確，但可能需要更長的時間。 哪種選擇更合適取決于多種因素。例如 微透鏡的數(shù)量，表面變化的強度，? 在哪里評估透鏡后面的場（近場、焦點、遠場）。 所以最好測試這兩個選項。? 有關(guān)配置，請轉(zhuǎn)到通道配置頁面上的“子通道：X 域”選項卡.
More Info about Subchannel Concept 子通道評估 ? VirtualLab Fusion還可以分別評估每個微透鏡的結(jié)果. ? 在“通道模式管理”選項卡上，通道模式可以通過它們的索引來選擇.
近場評估探測器的定位
區(qū)域邊界管理
場景演示
演示示例的配置
光線追跡結(jié)果: 綜述
光線追跡結(jié)果: 遠場
場追跡結(jié)果: 近場的能量密度
場追跡結(jié)果: 遠場的能量密度
在這里，沒有子通道的模擬中出現(xiàn)的數(shù)值偽影對遠場的影響較小。
展開 微透鏡陣列的高級模擬
摘要
微透鏡陣列在數(shù)字投影儀、光學(xué)擴散器、三維成像等各種光學(xué)應(yīng)用中得到越來越多的關(guān)注。VirtualLab Fusion允許應(yīng)用一種先進的場跟蹤算法，通過所謂的多通道概念來分析這樣的數(shù)組元素。在本例中，介紹了微透鏡陣列組件的配置和使用。
微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)配置
場通過哪一種方法通過MLA傳播？
子通道分解
? 該MLA組件的特點是，用戶可以選擇是通過一步(a)通過多個微透鏡傳播整個場，還是先分解場，使每個微透鏡單獨評估，每個這些所謂的子通道的輸出場隨后通過后續(xù)系統(tǒng)進行進一步處理，然后所有場被適當(dāng)?shù)胤旁谝黄?b) .
? 子通道模擬更準(zhǔn)確，但可能需要更長的時間。 哪種選擇更合適取決于多種因素。
例如 微透鏡的數(shù)量，表面變化的強度，
? 在哪里評估透鏡后面的場（近場、焦點、遠場）。 所以最好測試這兩個選項。
? 有關(guān)配置，請轉(zhuǎn)到通道配置頁面上的“子通道：X 域”選項卡.
More Info about Subchannel Concept
子通道評估
? VirtualLab Fusion還可以分別評估每個微透鏡的結(jié)果.
? 在“通道模式管理”選項卡上，通道模式可以通過它們的索引來選擇.
展開 
微透鏡陣列的高級模擬
由于相位信息不能直接獲取(在實驗環(huán)境中)，使用微透鏡陣列來產(chǎn)生聚焦圖案。通過分析這些圖案，例如測量焦點的橫向位移，可以獲得每個位置的入射波前的細節(jié)。使用快速物理光學(xué)建模和設(shè)計軟件VirtualLab Fusion，不僅可以直接獲得原始相位信息(這是仿真技術(shù)的好處之一)，還可以模擬光在整個夏克-哈特曼光學(xué)設(shè)備中的傳播。下面你可以看到一些物理光學(xué)模擬夏克-哈特曼類系統(tǒng)的例子。
夏克-哈特曼傳感器的仿真
用不同數(shù)值孔徑的平面波和球面波描述了夏克-哈特曼傳感器的工作原理。傳感器本身由雙凸微透鏡陣列組成。
用于x射線光學(xué)的哈特曼波前傳感器
在這個用例中，我們模擬了x射線場通過由針孔陣列組成的哈特曼波前傳感器的傳播。
展開 通過微透鏡陣列的傳播
隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，微透鏡陣列等專用光學(xué)元件越來越受到人們的重視。特別是在光學(xué)投影系統(tǒng)、材料加工單元、光學(xué)擴散器等領(lǐng)域，微透鏡陣列得到了廣泛的應(yīng)用。在VirtualLab Fusion中，可以使用最新發(fā)布的版本中引入的一個新的MLA組件來設(shè)置和模擬這樣的系統(tǒng)，允許對微透鏡組件后面的近場以及遠場和焦點區(qū)域的傳輸場進行徹底的研究。
微透鏡陣列后光傳播的研究
本用例研究微透鏡陣列后傳播的光。給出并討論了近場、焦平面和遠場的效應(yīng)。
微透鏡陣列的高級模擬
本用例解釋了VirtualLab Fusion中微透鏡陣列組件的配置和使用。
展開 FRED案例：矩形微透鏡陣列
介紹
小透鏡陣列可應(yīng)用在很多方面，其中包含光束均勻化。本文演示了一個用于在探測器上創(chuàng)建均勻的非相干照度的成像微透鏡陣列的設(shè)計。輸入光束具有高斯輪廓，半寬度等于微透鏡陣列大小，并且顯示了其功率輪廓被微透鏡陣列消除掉。
系統(tǒng)輸出
簡單示例系統(tǒng)由單色光源組成，空間高斯切趾功率（1/e2=5mm）和0.6度半發(fā)散角，兩個相同的33*33透鏡陣列（10mm孔徑），微透鏡焦距4.80mm和單個微結(jié)構(gòu)0.3mm，成像透鏡焦距100mm及位于成像透鏡的后焦平面位置的一個探測器平面。
成像結(jié)構(gòu)如下所示，fLA1 < a12 < fLA1 + fLA2。在探測器平面上照明區(qū)域的直徑由下式給出：
照明平面上的半發(fā)散角度由下式給出：
在FRED文件給出的例子中，對于指定的微透鏡陣列和成像透鏡，結(jié)構(gòu)如下給出：
DFT=6.07mm
θ≈4.4o
微透鏡構(gòu)建
微透鏡的結(jié)構(gòu)包括一個輸入平面，陣列式的基面和接近于微透鏡陣列裁剪體的外邊緣表面。這些組件如下所示：
可以采取以下步驟來創(chuàng)建微透鏡陣列的幾何結(jié)構(gòu)。
1.創(chuàng)建一個組件來控制微透鏡陣列的組件（Menu > Create > New Subassembly）。
2.創(chuàng)建一個半寬度對應(yīng)陣列微透鏡的輸入平面。在這個例子中，微透鏡間距是0.3毫米，微透鏡的數(shù)量是33x33，所以平面半寬度是16 *0.3+0.15=4.95mm。FRED原始構(gòu)造用于定義平面（Menu>Create>New Element Primitive>Plane）。創(chuàng)建一個半寬度對應(yīng)排列微透鏡的輸入平面。在這個例子中，微透鏡間距是0.3毫米，微透鏡的數(shù)量是33x33，所以平面半寬度是16 *0.3+0.15=4.95mm。
展開 VirtualLab：微透鏡陣列的高級模擬
摘要
微透鏡陣列在數(shù)字投影儀、光學(xué)擴散器、三維成像等各種光學(xué)應(yīng)用中得到越來越多的關(guān)注。VirtualLab Fusion允許應(yīng)用一種先進的場追跡算法，通過所謂的多通道概念來分析這樣的數(shù)組元素。在本例中，介紹了微透鏡陣列組件的配置和使用。
微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)配置
場通過哪一種方法通過MLA傳播？
子通道分解
?該MLA組件的特點是，用戶可以選擇是通過一步(a)通過多個微透鏡傳播整個場，還是先分解場，使每個微透鏡單獨評估，每個這些所謂的子通道的輸出場隨后通過后續(xù)系統(tǒng)進行進一步處理，然后所有場被適當(dāng)?shù)胤旁谝黄?b) .
?子通道模擬更準(zhǔn)確，但可能需要更長的時間。哪種選擇更合適取決于多種因素。
例如 微透鏡的數(shù)量，表面變化的強度，
?在哪里評估透鏡后面的場（近場、焦點、遠場）。所以最好測試這兩個選項。
?有關(guān)配置，請轉(zhuǎn)到通道配置頁面上的“子通道：X 域”選項卡.
More Info about Subchannel Concept
子通道評估
?VirtualLab Fusion還可以分別評估每個微透鏡的結(jié)果.
?在“通道模式管理”選項卡上，通道模式可以通過它們的索引來選擇.
近場評估探測器的定位
區(qū)域邊界管理
場景演示
演示示例的配置
光線追跡結(jié)果: 綜述
光線追跡結(jié)果: 遠場
場追跡結(jié)果: 近場的能量密度
場追跡結(jié)果: 遠場的能量密度
在這里，沒有子通道的模擬中出現(xiàn)的數(shù)值偽影對遠場的影響較小。
展開 FRED案例：矩形微透鏡陣列
介紹
小透鏡陣列可應(yīng)用在很多方面，其中包含光束均勻化。本文演示了一個用于在探測器上創(chuàng)建均勻的非相干照度的成像微透鏡陣列的設(shè)計。輸入光束具有高斯輪廓，半寬度等于微透鏡陣列大小，并且顯示了其功率輪廓被微透鏡陣列消除掉。
系統(tǒng)輸出
簡單示例系統(tǒng)由單色光源組成，空間高斯切趾功率（1/e2=5mm）和0.6度半發(fā)散角，兩個相同的33*33透鏡陣列（10mm孔徑），微透鏡焦距4.80mm和單個微結(jié)構(gòu)0.3mm，成像透鏡焦距100mm及位于成像透鏡的后焦平面位置的一個探測器平面。
成像結(jié)構(gòu)如下所示，fLA1 < a12 < fLA1 + fLA2。在探測器平面上照明區(qū)域的直徑由下式給出：
照明平面上的半發(fā)散角度由下式給出：
在FRED文件給出的例子中，對于指定的微透鏡陣列和成像透鏡，結(jié)構(gòu)如下給出：
DFT=6.07mm
θ≈4.4o
微透鏡構(gòu)建
微透鏡的結(jié)構(gòu)包括一個輸入平面，陣列式的基面和接近于微透鏡陣列裁剪體的外邊緣表面。這些組件如下所示：
可以采取以下步驟來創(chuàng)建微透鏡陣列的幾何結(jié)構(gòu)。
1.創(chuàng)建一個組件來控制微透鏡陣列的組件（Menu > Create > New Subassembly）。
2.創(chuàng)建一個半寬度對應(yīng)陣列微透鏡的輸入平面。在這個例子中，微透鏡間距是0.3毫米，微透鏡的數(shù)量是33x33，所以平面半寬度是16 *0.3+0.15=4.95mm。FRED原始構(gòu)造用于定義平面（Menu>Create>New Element Primitive>Plane）。創(chuàng)建一個半寬度對應(yīng)排列微透鏡的輸入平面。在這個例子中，微透鏡間距是0.3毫米，微透鏡的數(shù)量是33x33，所以平面半寬度是16 *0.3+0.15=4.95mm。
展開 微透鏡陣列后光傳播的研究
微透鏡陣列正是這些領(lǐng)域中一種常用元件。為了充分了解這些元件的光學(xué)特性，有必要對微透鏡陣列后各個位置的光傳播進行模擬。在這個應(yīng)用案例中，我們將分別研究元件后近場、焦區(qū)以及遠場特性。
2.系統(tǒng)配置
3.系統(tǒng)建模模塊-組件
4.總結(jié)—組件 ……
仿真結(jié)果
1.場追跡結(jié)果—近場
2.場追跡結(jié)果—焦平面
3.場追跡結(jié)果—遠場
4.文件信息
了解更多
-Advanced Simulation of MicrolensArrays
微透鏡陣列的高級模擬
摘要
微透鏡陣列在數(shù)字投影儀、光學(xué)擴散器、三維成像等各種光學(xué)應(yīng)用中得到越來越多的關(guān)注。VirtualLab Fusion允許應(yīng)用一種先進的場跟蹤算法，通過所謂的多通道概念來分析這樣的數(shù)組元素。在本例中，介紹了微透鏡陣列組件的配置和使用。
微透鏡陣列的結(jié)構(gòu)配置
場通過哪一種方法通過MLA傳播？
子通道分解
? 該MLA組件的特點是，用戶可以選擇是通過一步(a)通過多個微透鏡傳播整個場，還是先分解場，使每個微透鏡單獨評估，每個這些所謂的子通道的輸出場隨后通過后續(xù)系統(tǒng)進行進一步處理，然后所有場被適當(dāng)?shù)胤旁谝黄?b) .
? 子通道模擬更準(zhǔn)確，但可能需要更長的時間。 哪種選擇更合適取決于多種因素。
例如 微透鏡的數(shù)量，表面變化的強度，
? 在哪里評估透鏡后面的場（近場、焦點、遠場）。 所以最好測試這兩個選項。
? 有關(guān)配置，請轉(zhuǎn)到通道配置頁面上的“子通道：X 域”選項卡.
展開 
通過微透鏡陣列的傳播
隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，微透鏡陣列等專用光學(xué)元件越來越受到人們的重視。特別是在光學(xué)投影系統(tǒng)、材料加工單元、光學(xué)擴散器等領(lǐng)域，微透鏡陣列得到了廣泛的應(yīng)用。在VirtualLab Fusion中，可以使用最新發(fā)布的版本中引入的一個新的MLA組件來設(shè)置和模擬這樣的系統(tǒng)，允許對微透鏡組件后面的近場以及遠場和焦點區(qū)域的傳輸場進行徹底的研究。
微透鏡陣列后光傳播的研究
本用例研究微透鏡陣列后傳播的光。給出并討論了近場、焦平面和遠場的效應(yīng)。
微透鏡陣列的高級模擬
本用例解釋了VirtualLab Fusion中微透鏡陣列組件的配置和使用。
展開 通過微透鏡陣列的傳播
隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，微透鏡陣列等專用光學(xué)元件越來越受到人們的重視。特別是在光學(xué)投影系統(tǒng)、材料加工單元、光學(xué)擴散器等領(lǐng)域，微透鏡陣列得到了廣泛的應(yīng)用。在VirtualLab Fusion中，可以使用最新發(fā)布的版本中引入的一個新的MLA組件來設(shè)置和模擬這樣的系統(tǒng)，允許對微透鏡組件后面的近場以及遠場和焦點區(qū)域的傳輸場進行徹底的研究。
微透鏡陣列后光傳播的研究
本用例研究微透鏡陣列后傳播的光。給出并討論了近場、焦平面和遠場的效應(yīng)。
微透鏡陣列的高級模擬
本用例解釋了VirtualLab Fusion中微透鏡陣列組件的配置和使用。
展開 微透鏡陣列后光傳播的研究
微透鏡陣列正是這些領(lǐng)域中一種常用元件。為了充分了解這些元件的光學(xué)特性，有必要對微透鏡陣列后各個位置的光傳播進行模擬。在這個應(yīng)用案例中，我們將分別研究元件后近場、焦區(qū)以及遠場特性。
2. 系統(tǒng)配置
3. 系統(tǒng)建模模塊-組件
4. 總結(jié)—組件……
仿真結(jié)果
1. 場追跡結(jié)果—近場
2. 場追跡結(jié)果—焦平面
3. 場追跡結(jié)果—遠場
4. 文件信息
微透鏡陣列后光傳播的研究
微透鏡陣列正是這些領(lǐng)域中一種常用元件。為了充分了解這些元件的光學(xué)特性，有必要對微透鏡陣列后各個位置的光傳播進行模擬。在這個應(yīng)用案例中，我們將分別研究元件后近場、焦區(qū)以及遠場特性。
2. 系統(tǒng)配置
3. 系統(tǒng)建模模塊-組件
4. 總結(jié)—組件……
仿真結(jié)果
1. 場追跡結(jié)果—近場
2. 場追跡結(jié)果—焦平面
3. 場追跡結(jié)果—遠場
4. 文件信息
