光路仿真的案例
OptiSystem：光時分多路復用（OTDM）仿真
光時分多路復用（OTDM）的優點是可以獲得較高速率帶寬比，可以有效減少傳輸過程中信號所占用的資源，提高效率。
本案例演示了OTDM中通過將初始的比特序列壓縮來減小比特之間的間隔，也就是把離散的時域信號壓縮到較窄的時域內，以此來提高傳輸效率。
1.原理
光路分為兩大部分，第一部分是初始信號生成部分，用10110100的初始序列號來調制光信號；第二部分為壓縮部分，共有三次壓縮過程。每一次壓縮的過程，就是將光信號拆分為兩路信號，對其中一路信號延時處理，最后再把兩路信號耦合到一起。
2.仿真過程
2.1設置全局參數：序列長度設置為8
設定脈沖寬度Pulse Time和每個數據包位數PulsePacket的全局變量，后續元件參數設置時通過腳本的方式相關聯
2.2搭建光路
整體光路
子系統（壓縮區域）
3.設置元件參數
3.1生成一個10110100的比特序列
3.2 設置脈沖寬度
3.3 設置每個壓縮部分的局域變量，局域變量用以調整不同的延遲系數。
3.4 在壓縮部分中，通過偽隨機信號將所要調制的信號分成兩部分。設置偽隨機信號的比特速率
3.5 設置延時器的腳本函數
4.運行結果
a）初始比特序列 b）第一次壓縮
c）第二次壓縮 d）第三次壓縮
展開 [Optiwave] OptiSystem應用：LOS室內無線光鏈路仿真
在案例中，我們演示了在OptiSystem中搭建了LOS室內無線光鏈路。
系統布局如圖1所示。
圖1.LOS系統布局
發射端采用波長為450nm的LED光源，參數設置如圖2。
圖2.LED光源參數設置
對于LOS傳輸系統，我們使用LOS信道組件，它基于朗伯源模型對視距內的光無線信號傳輸到接收機進行建模。設置發射機和接收機距離，發射角度和接收角度等參數，如圖3所示。
圖3.LOS信道組件設置
運行后，得到如圖4所示的眼圖。發射機與接收機相距4m時，最小BER約為2.5×10-14
圖4.眼圖
[Optiwave] OptiSystem應用：光時分多路復用（OTDM）仿真
光時分多路復用（OTDM）的優點是可以獲得較高速率帶寬比，可以有效減少傳輸過程中信號所占用的資源，提高效率。
本案例演示了OTDM中通過將初始的比特序列壓縮來減小比特之間的間隔，也就是把離散的時域信號壓縮到較窄的時域內，以此來提高傳輸效率。
1. 原理
光路分為兩大部分，第一部分是初始信號生成部分，用10110100的初始序列號來調制光信號；第二部分為壓縮部分，共有三次壓縮過程。每一次壓縮的過程，就是將光信號拆分為兩路信號，對其中一路信號延時處理，最后再把兩路信號耦合到一起。
2. 仿真過程
2.1設置全局參數：序列長度設置為8
設定脈沖寬度Pulse Time和每個數據包位數PulsePacket的全局變量，后續元件參數設置時通過腳本的方式相關聯
2.2搭建光路
整體光路
子系統（壓縮區域）
3. 設置元件參數
3.1 生成一個10110100的比特序列
3.2 設置脈沖寬度
3.3 設置每個壓縮部分的局域變量，局域變量用以調整不同的延遲系數。
3.4 在壓縮部分中，通過偽隨機信號將所要調制的信號分成兩部分。設置偽隨機信號的比特速率
3.5 設置延時器的腳本函數
4. 運行結果
展開 基于Comsol的EUV光路和透鏡熱力效應仿真
主要用途包括光電子譜，對日EUV成像望遠鏡，光微影技術。 EUV是最易被空氣吸收的譜段，因此其傳輸環境需高度真空。
EUV是新一代光刻機最主要的技術，稱為極紫外光刻（英語：Extreme ultra-violet，也稱EUV或EUVL）。使用極紫外（EUV）波長的新一代光刻技術，其波長為13.5納米。幾乎所有的光學材料對13.5nm波長的極紫外光都有很強的吸收，因此，EUV光刻機的光學系統只有使用反光鏡。
針對光學系統的反射鏡組，采用Comsol分析了反射鏡組在工況中的光、熱、力多物理場表現。
通過波動光學獲得反射鏡涂層的光熱性能，耦合幾何光路的分析獲得最終反射鏡組光、熱、力多物理場性能表現。
以下是反射鏡組的熱應力分布展示。
在本次工況中，鏡片的產生了約4.5nm熱變形，與實際實驗數據基本吻合。
展開 
干涉條紋分析缺可靠工具？OAS 軟件馬赫曾德案例解難題
借助 OAS 光學軟件對該干涉儀進行仿真，可突破物理實驗中環境干擾、設備調試復雜等限制，實現干涉過程的可視化模擬與精準分析，為相關領域的實驗設計、參數優化及理論驗證提供高效支撐。
案例設置與操作
光源參數設置
在 OAS 軟件的光源設置模塊中，本次案例選用高斯光束光源，其核心參數配置如下：束腰半徑設定為 250mm，滿足大口徑干涉實驗對光束覆蓋范圍的需求；波長選取 0.6328μm（氦氖激光典型波長），該波長在可見光范圍內，兼具良好的相干性與易觀測性，可有效減少環境雜散光對干涉效果的干擾。軟件支持對光源相位、偏振態等附加參數的自定義調節，本次案例采用默認偏振態以聚焦核心干涉現象。
光束追跡序列配置
為確保光束按馬赫曾德干涉儀的光路路徑傳播并最終匯聚于探測平面，在 OAS 軟件的光束追跡模塊中完成以下關鍵設置：首先，依據干涉儀結構添加分束器、反射鏡等光學元件，并精準定義各元件的位置坐標與角度參數，保證光束能夠實現穩定的分束與合束。
其次，設置光束的傳播步長與追跡精度，平衡仿真效率與結果準確性；最后，指定探測平面的位置（定義為 “探測平面 Y”），并配置探測平面的采樣點數與數據記錄格式，確保能夠完整捕捉干涉條紋的細節信息。具體的元件參數與追跡參數可通過打開案例文件進行查看與調整。
干涉條紋觀測與結果分析
完成光源與光束追跡設置后，啟動 OAS 軟件的光路仿真功能，軟件將自動按照預設參數進行光束追跡與干涉計算。仿真結束后，在軟件的 “探測器窗口” 中可直接查看生成的干涉條紋圖像。
從觀測結果來看，干涉條紋呈現出均勻的平行等間距分布，符合馬赫曾德干涉儀在理想條件下的干涉特性，驗證了本次光路設置的合理性與準確性。
展開 預告 | Ansys渠道合作伙伴5月活動一覽
由于其仿真的高精度和豐富的材料庫使其成為安全帶系統開發的核心工具，很好地模擬安全帶的力學性能。并且結合先進的安全氣囊仿真能力，可全面提升整車的被動安全性能。本次培訓旨在讓初學者了解Ansys LS-DYNA安全帶仿真的流程，熟悉安全帶定義的關鍵字卡片及其參數的含義，幫助工程師快速地提升安全帶的仿真建模能力。
時間：5月26日，9:00-11:00
合作伙伴：上海恒士達科技有限公司
地點： 線上
費用： 免費
發送報名信息至郵箱：training@hengstar.com （報名時請提供公司名稱，姓名，部門，職位，郵箱，手機）
5月26日 | Zemax模擬增強現實（AR）系統的全息波導
簡介：全息光波導是增強現實（AR）光學系統的核心傳輸與耦合組件，廣泛應用于AR眼鏡、頭戴顯示設備、近眼顯示等AR光學終端，其通過全息衍射元件實現光線高效耦合入波導、全反射傳輸與定向出射，解決傳統AR光學系統體積大、眼動范圍小、視場受限等痛點，為打造輕薄、高清、大視場的AR光學系統提供關鍵支撐。AR全息波導的模擬可以基于Zemax序列模式建模，結合全息構造/重構雙階段原理、材料折射率波長縮放、坐標間斷以及主光線求解等實現精準光路仿真，兼顧光線追跡效率與衍射光學效應還原度，支撐AR光學系統從原型到優化的全流程設計。
本次研討會覆蓋AR全息光波導設計全流程，包含系統規格定義、全息圖表面設置、波導TIR結構搭建、像質優化、物理約束與工程化改進等核心環節。通過實戰案例演示，從0到1搭建可優化的全息光波導系統，為AR光學研發人員提供可直接復用的建模流程、優化方法與工程約束思路，助力高效完成AR光學系統設計與驗證。
展開 Lumerical案例 | 使用Synopsys OptoCompiler和Lumerical工具進行光子器件版圖繪制和緊湊模型仿真
引言
本文演示了一種將Synopsys OptoCompiler中開發的無源光子器件版圖導入Lumerical產品進行光路仿真的工作流程。該工作流程利用Ansys Lumerical MODE中的EME（特征模擴展）求解器進行光學仿真，利用Ansys Lumerical CML Compiler生成緊湊模型，并利用Ansys Lumerical INTERCONNECT進行光子電路設計和仿真。
此工作流程僅使用Synopsys產品即可提供一套內部解決方案，以應對光子集成電路設計中的復雜挑戰。在光子集成電路設計中，通常需要使用不同的工具來處理版圖設計、器件仿真和線路仿真。使用此工作流程，您可以在OptoCompiler中構建器件，使用Lumerical器件設計工具運行多物理場仿真，并利用CML Compiler構建用于INTERCONNECT線路仿真的模型，從而在版圖和設計之間架起一座強大的橋梁。
本文以OptoCompiler reference optical SOI（絕緣體上硅）PDK（工藝開發套件）中的無源1x2MMI（多模干涉儀）光子器件為例，展示了該工作流程。當然，您也可以根據具體應用場景，將此工作流程調整為使用您選擇的自定義無源光子器件和PDK。
所需許可證
Synopsys OptoCompiler license
Ansys Lumerical MODE license
Ansys Lumerical CML Compiler license
Ansys Lumerical INTERCONNECT license
壓縮包內容
本文附帶一個包含示例1x2MMI的軟件包，該示例來自OptoCompiler reference optical SOI PDK。
展開 [NEWSLETTER] 使用PYTHON進行的跨平臺仿真
摘要
光分束器設備在光譜學、干涉測量和光通信領域的許多應用中發揮著關鍵作用。一種常見的分光器是基于受抑全內反射（FTIR）的效果，由兩個玻璃棱鏡組成，它們被一個非常薄的層分開。如果該層足夠薄，部分光線將通過邊界，由倏逝波通道到另一側，而其余的將被反射。
系統設置
非序列追跡
通道配置模式設置為“手動配置”時，用戶可以為系統中的每個曲面分別指定仿真中遵循的光路。執行仿真時，可用的光路由所謂的光路查找器確定。然后，通過配置的設置沿著這些光路追跡場。
非序列追跡的通道設置
受抑全內反射（FTIR）
棱鏡之間的間隙是由分層介質組件來仿真的。這樣做的原因是，分層介質組件的S矩陣求解器考慮到了倏逝波，從而能夠對FTIR等效應進行建模。更多關于分層介質組件的信息在下面：
分層的介質成分
層矩陣求解器
分層介質組件使用層矩陣電磁場求解器。這個求解器在空間頻率域（K域）工作。它由以下部分組成
1. 每個均質層的特征模式求解器，以及
2. 用于匹配所有界面的邊界條件的S矩陣。
特征模式求解器計算各層均勻介質在k域的場解。k域中各層均質介質的場解。S-矩陣算法通過匹配邊界來計算整個層系統的響應。整個層系統的響應，通過匹配邊界條件 遞歸的方式計算整個層系統的響應。
這是一種以其無條件的數值穩定性而聞名的方法，因為與傳統的轉移矩陣不同，它避免了計算步驟中的指數增長函數。
更多相關信息：
層矩陣[S-矩陣]
系統概述 (光線結果概述：3D系統)
間隙厚度分析
在一個基于FTIR的立方體分光鏡中，反射率和透射率的比率在很大程度上取決于棱鏡之間的間隙厚度。在這個例子中，這種影響是在0納米和500納米之間的厚度范圍內進行研究的。
展開 [VirtualLab] 立方體分束器上的受抑全內反射（FTIR）
摘要
光分束器設備在光譜學、干涉測量和光通信領域的許多應用中發揮著關鍵作用。一種常見的分光器是基于受抑全內反射（FTIR）的效果，由兩個玻璃棱鏡組成，它們被一個非常薄的層分開。如果該層足夠薄，部分光線將通過邊界，由倏逝波通道到另一側，而其余的將被反射。
系統設置
非序列追跡
通道配置模式設置為“手動配置”時，用戶可以為系統中的每個曲面分別指定仿真中遵循的光路。執行仿真時，可用的光路由所謂的光路查找器確定。然后，通過配置的設置沿著這些光路追跡場。
非序列追跡的通道設置
受抑全內反射（FTIR）
棱鏡之間的間隙是由分層介質組件來仿真的。這樣做的原因是，分層介質組件的S矩陣求解器考慮到了倏逝波，從而能夠對FTIR等效應進行建模。更多關于分層介質組件的信息在下面：
分層的介質成分
層矩陣求解器
分層介質組件使用層矩陣電磁場求解器。這個求解器在空間頻率域（K域）工作。它由以下部分組成
1. 每個均質層的特征模式求解器，以及
2. 用于匹配所有界面的邊界條件的S矩陣。
特征模式求解器計算各層均勻介質在k域的場解。k域中各層均質介質的場解。S-矩陣算法通過匹配邊界來計算整個層系統的響應。整個層系統的響應，通過匹配邊界條件 遞歸的方式計算整個層系統的響應。
這是一種以其無條件的數值穩定性而聞名的方法，因為與傳統的轉移矩陣不同，它避免了計算步驟中的指數增長函數。
更多相關信息：
層矩陣[S-矩陣]
系統概述 (光線結果概述：3D系統)
間隙厚度分析
在一個基于FTIR的立方體分光鏡中，反射率和透射率的比率在很大程度上取決于棱鏡之間的間隙厚度。在這個例子中，這種影響是在0納米和500納米之間的厚度范圍內進行研究的。
展開 立方體分束器上的受抑全內反射（FTIR）
摘要
光分束器設備在光譜學、干涉測量和光通信領域的許多應用中發揮著關鍵作用。一種常見的分光器是基于受抑全內反射（FTIR）的效果，由兩個玻璃棱鏡組成，它們被一個非常薄的層分開。如果該層足夠薄，部分光線將通過邊界，由倏逝波通道到另一側，而其余的將被反射。
系統設置
非序列追跡
通道配置模式設置為“手動配置”時，用戶可以為系統中的每個曲面分別指定仿真中遵循的光路。執行仿真時，可用的光路由所謂的光路查找器確定。然后，通過配置的設置沿著這些光路追跡場。
非序列追跡的通道設置
受抑全內反射（FTIR）
棱鏡之間的間隙是由分層介質組件來仿真的。這樣做的原因是，分層介質組件的S矩陣求解器考慮到了倏逝波，從而能夠對FTIR等效應進行建模。更多關于分層介質組件的信息在下面：
分層的介質成分
層矩陣求解器
分層介質組件使用層矩陣電磁場求解器。這個求解器在空間頻率域（K域）工作。它由以下部分組成
1. 每個均質層的特征模式求解器，以及
2. 用于匹配所有界面的邊界條件的S矩陣。
特征模式求解器計算各層均勻介質在k域的場解。k域中各層均質介質的場解。S-矩陣算法通過匹配邊界來計算整個層系統的響應。整個層系統的響應，通過匹配邊界條件 遞歸的方式計算整個層系統的響應。
這是一種以其無條件的數值穩定性而聞名的方法，因為與傳統的轉移矩陣不同，它避免了計算步驟中的指數增長函數。
展開 用于涂層和元件的各向異性介質
最新版本2021.1的亮點
對于此類光路的設計、仿真和優化，VirtualLab Fusion 提供了快速且嚴格的電磁場解算器，可模擬電磁場通過各向異性介質的傳播，包括錐形折射和雙折射等偏振效應。
VirtualLab Fusion 中的光學各向異性介質
此用例介紹了各向異性介質的基本配置，包括其作為各向異性涂層的應用。然后可以將涂層和介質用作 VirtualLab Fusion 中不同元件的一部分。
雙軸晶體中的錐形折射
VirtualLab Fusion 中的快速物理光學仿真技術展示了 KGd 晶體的圓錐折射。
用于涂層和元件的各向異性介質
最新版本2021.1的亮點
對于此類光路的設計、仿真和優化，VirtualLab Fusion 提供了快速且嚴格的電磁場解算器，可模擬電磁場通過各向異性介質的傳播，包括錐形折射和雙折射等偏振效應。
VirtualLab Fusion 中的光學各向異性介質
此用例介紹了各向異性介質的基本配置，包括其作為各向異性涂層的應用。然后可以將涂層和介質用作 VirtualLab Fusion 中不同元件的一部分。
雙軸晶體中的錐形折射
VirtualLab Fusion 中的快速物理光學仿真技術展示了 KGd 晶體的圓錐折射。
