光導耦合的案例
單入射方向光導耦合光柵的優化
摘要
將光耦合到光導中在現代光學的各種應用中具有重要意義。在VirtualLab Fusion中，使用傅立葉模態方法和參數優化工具，可以優化實際光柵幾何形狀，從而實現特定衍射級的最佳耦合效率。 該示例示出了針對一個特定入射方向優化矩形光柵以獲得最佳光導耦合效率的設計策略。
優化任務
尋找合適的初始解（正入射）
基于初始解進一步優化（正入射）
15°斜入射的光柵優化
優化光柵結構的對比
看看VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion的工作流程
? 光導耦合光柵結構的配置
- 使用特殊介質配置光柵結構[用例]
- 使用界面配置光柵結構[用例]
? 分析耦合光柵衍射效率
- 用于光導耦合光柵評估的自定義探測器[用例]
? 粗略掃描參數以找到初始解
? 基于參數優化進一步優化光柵結構
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀 - 光導耦合的斜光柵分析
展開 [VirtualLab] 用于期望視場中光導耦合的二元光柵的優化
VirtualLab Fusion技術
文件信息
延伸閱讀
- ?光導耦合的斜光柵分析
- 單入射方向光導耦合光柵的優化
- RDO-期刊論文：“光學和光子學中的創新 – VirtualLab Fusion和OptiSLang”
[VirtualLab] 單入射方向光導耦合光柵的優化
摘要
將光耦合到光導中在現代光學的各種應用中具有重要意義。在VirtualLab Fusion中，使用傅立葉模態方法和參數優化工具，可以優化實際光柵幾何形狀，從而實現特定衍射級的最佳耦合效率。 該示例示出了針對一個特定入射方向優化矩形光柵以獲得最佳光導耦合效率的設計策略。
優化任務
尋找合適的初始解（正入射）
基于初始解進一步優化（正入射）
15°斜入射的光柵優化
優化光柵結構的對比
看看VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion的工作流程
? 光導耦合光柵結構的配置
- 使用特殊介質配置光柵結構[用例]
- 使用界面配置光柵結構[用例]
? 分析耦合光柵衍射效率
- 用于光導耦合光柵評估的自定義探測器[用例]
? 粗略掃描參數以找到初始解
? 基于參數優化進一步優化光柵結構
VirtualLab Fusion技術
文件信息
展開 用于期望視場中光導耦合的二元光柵的優化
摘要
耦合光柵通常用于將期望視場（FOV）內的光發射到光導結構中，VirtualLab Fusion可用于研究此類耦合光柵的性能。在所有期望角度上獲得均勻的耦合效率是一項具有挑戰性的任務，來自Dynardo的軟件optiSLang通過使用VirtualLab Fusion的嚴格光柵分析工具作為計算內核，提供了執行此類優化任務的有效方法。 優化任務
優化工作流程? 應用以下優化工作流程來設計用于有效光導耦合的二元光柵1. 定義輸入2. 執行仿真3. 計算輸出4. 檢查目標5.
VirtualLab：用于光導耦合的傾斜光柵的分析
摘要
傾斜光柵通常用于將光耦合到光學光導中，因為它們在特定的衍射級上具有很高的效率。目前，它們經常應用于增強現實和混合現實應用中。我們展示了如何使用VirtualLab Fusion來分析文獻中的某些傾斜光柵幾何形狀，具體參數包括傾斜角度、填充因子和調制深度。此外，還研究了不同入射角對衍射效率的影響。
建模任務
衍射效率vs相對深度
衍射效率vs傾斜角度
衍射效率vs填充系數
衍射效率vs入射角度
在VirtualLab Fusion中查看
VirtualLab Fusion中的工作流程
-光導耦合光柵結構的配置
-斜面光柵的高級配置[用例］
-通過使用特殊介質配置光柵結構[使用案例] -通過使用界面配置光柵結構[用例]
-通過使用接口配置光柵結構[用例]
-分析耦合光柵的衍射效率
-用于評估光導耦合光柵的定制檢測器[用例］
-通過對特定參數的掃描來檢查效率
-利用參數運行[用例] -利用參數運行[用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
更多閱讀
-Parametric Optimization and Tolerance Analysis of Slanted Gratings
-Configuration of Grating Structures by Using Special Media
展開 VirtualLab：用于光導耦合的傾斜光柵的分析
摘要
傾斜光柵通常用于將光耦合到光學光導中，因為它們在特定的衍射級上具有很高的效率。目前，它們經常應用于增強現實和混合現實應用中。我們展示了如何使用VirtualLab Fusion來分析文獻中的某些傾斜光柵幾何形狀，具體參數包括傾斜角度、填充因子和調制深度。此外，還研究了不同入射角對衍射效率的影響。
建模任務
衍射效率vs相對深度
衍射效率vs傾斜角度
衍射效率vs填充系數
衍射效率vs入射角度
在VirtualLab Fusion中查看
VirtualLab Fusion中的工作流程
-光導耦合光柵結構的配置
-斜面光柵的高級配置[用例］
-通過使用特殊介質配置光柵結構[使用案例] -通過使用界面配置光柵結構[用例]
-通過使用接口配置光柵結構[用例]
-分析耦合光柵的衍射效率
-用于評估光導耦合光柵的定制檢測器[用例］
-通過對特定參數的掃描來檢查效率
-利用參數運行[用例] -利用參數運行[用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
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-Parametric Optimization and Tolerance Analysis of Slanted Gratings
-Configuration of Grating Structures by Using Special Media
展開 單入射方向光導耦合光柵的優化
將光耦合到光導中在現代光學的各種應用中具有重要意義。在VirtualLab Fusion中，使用傅立葉模態方法和參數優化工具，可以優化實際光柵幾何形狀，從而實現特定衍射級的最佳耦合效率。 該示例示出了針對一個特定入射方向優化矩形光柵以獲得最佳光導耦合效率的設計策略。
摘要
用于期望視場中光導耦合的二元光柵的優化
優化任務
耦合光柵通常用于將期望視場（FOV）內的光發射到光導結構中，VirtualLab Fusion可用于研究此類耦合光柵的性能。在所有期望角度上獲得均勻的耦合效率是一項具有挑戰性的任務，來自Dynardo的軟件optiSLang通過使用VirtualLab Fusion的嚴格光柵分析工具作為計算內核，提供了執行此類優化任務的有效方法。
?
原則上來說這是循環重復過程，直至目標達成
?
根據優化策略，新算法定義了新的輸入參數
5.
執行優化
4.
檢查目標
3.
計算輸出
2.
執行仿真
1.
定義輸入
?
應用以下優化工作流程來設計用于有效光導耦合的二元光柵
優化工作流程
展開 用于期望視場（FOV）上光導耦合的傾斜光柵的優化
因此，通常用于將光耦合到光導中。 在VirtualLab Fusion中，不僅可以嚴格分析傾斜光柵，還可以對其進行設計。 此外，通過將VirtualLab與來自Dynardo的軟件optiSLang結合使用，可進一步實現光柵結構的優化，以在期望的視場（FOV）內耦合光。
優化任務
優化流程
?采用以下優化工作流程設計傾斜光柵，實現高效光導耦合：
1.定義輸入及其范圍，從參考輸入組合開始
2.通過多次模擬執行優化
3.計算相應的輸出
4.評估確定的目標
5.使用新輸入進行下一次迭代
?優化算法停止在某些迭代后和/或無法實現更多目標的改進。
模擬結果和優化函數的配置
optiSLang的優化結果
優化結果的耦合效率分析
走進VirtualLab Fusion
?光柵結構的配置
- 使用特殊介質配置光柵結構[示例]
- 傾斜光柵的高級設置[示例]
? 耦合效率評估
- 用于光導耦合光柵評估的定制檢測器[示例]
?光柵結構優化
- 使用optiSLang進行VirtualLab融合的光柵優化[示例]
走進optiSLang
VirtualLab Fusion技術
文檔信息
進一步了解
-用于光導耦合的傾斜光柵的分析
-用于期望視場（FOV）上光導耦合的二元光柵的優化
-RDO-期刊文章：“Innovation in Optics and Photonic-VirtulLab and OptiSLang”
展開 自定義模塊：根據光導的導光條件計算光柵周期
摘要
為了滿足光波導的導光條件，在VirtualLab Fusion中生成了一個計算耦合光柵周期范圍的模塊。為了輔助設計基于波導的顯示器件，給定某個視場(FOV)作為所需的輸入參數。在該模塊中，利用光波導的全內反射限制和傳播光限制來計算可能的光柵周期范圍。
編程任務：在k域中定義視場
任務：生成一個計算耦合光柵周期范圍的模塊，以滿足平面光波導的導光條件。
說明耦合過程的平面光導圖
定義入射光空間頻率矢量的x、y分量為
而笛卡爾角α和β則用于定義一組入射方向的特定視場(FOV)方向。角度和方向之間的關系描述如下
編程任務：定義導光條件
k域圖說明導光條件
導模必須滿足導光條件，包括全內反射條件和傳播模條件
光柵是一種優良的耦合元件，因為在考慮光柵矢量G的情況下，FOV在k域中發生位移，進而可將導光條件推廣到
編程任務：計算周期范圍
k域圖說明導光條件
在一維周期光柵的情況下，光柵矢量的一個分量變為零，并且FOV總是可以旋轉到光柵的內部坐標系中，使???? = 0不失一般性。
在導光條件之后，將一定FOV耦合到光導中的一維周期光柵的周期范圍可以通過以下公式計算：
VirtualLab模塊的輸入
VirtualLab模塊的輸出
文件信息
延伸閱讀
- 單入射方向光導耦合光柵的優化
- 期望視場上用于光導耦合的二元光柵優化
- 期望視場上用于光導耦合的斜光柵優化
展開 [VirtualLab] 用于期望視場（FOV）上光導耦合的傾斜光柵的優化
因此，通常用于將光耦合到光導中。 在VirtualLab Fusion中，不僅可以嚴格分析傾斜光柵，還可以對其進行設計。 此外，通過將VirtualLab與來自Dynardo的軟件optiSLang結合使用，可進一步實現光柵結構的優化，以在期望的視場（FOV）內耦合光。
優化任務
優化流程
?采用以下優化工作流程設計傾斜光柵，實現高效光導耦合：
1.定義輸入及其范圍，從參考輸入組合開始
2.通過多次模擬執行優化
3.計算相應的輸出
4.評估確定的目標
5.使用新輸入進行下一次迭代
?優化算法停止在某些迭代后和/或無法實現更多目標的改進。
展開 
在VirtualLab Fusion中使用optiSLang進行光柵優化
VirtualLab Fusion 和optiSLang的界面
兩種軟件平臺的結合可實現先進光柵結構的優化設計，例如智能光導耦合。
3. VirtualLab Fusion –光學系統的初始化
? 初始系統
- 通常， VirtualLab中定義的每個光學系統都可以使用optiSLang進行優化
- 在本例中，光學系統由平面波光源和用于周期性介質的光導耦合探測器組成。
4. VirtualLab Fusion – 光導耦合探測器
? 光波導耦合探測器
- 光波導耦合探測器是一種特殊的工具，用于檢測特定角度入射范圍下周期結構的效率。
- 可以從探測器的“編輯”對話框中的目錄定義或加載周期性結構。
5. VirtualLab Fusion – 光波導耦合
6. VirtualLab Fusion –導出 LPD 到 OPtiSLang
7. optiSLang – 優化初始化
8. optiSLang – 設置優化
......
鑒于篇幅，全文內容請下載：在VirtualLab Fusion中使用optiSLang進行光柵優化.docx
展開 在VirtualLab Fusion中使用optiSLang進行光柵優化
VirtualLab Fusion 和optiSLang的界面
兩種軟件平臺的結合可實現先進光柵結構的優化設計，例如智能光導耦合。
3. VirtualLab Fusion –光學系統的初始化
? 初始系統
- 通常， VirtualLab中定義的每個光學系統都可以使用optiSLang進行優化
- 在本例中，光學系統由平面波光源和用于周期性介質的光導耦合探測器組成。
4. VirtualLab Fusion – 光導耦合探測器
? 光波導耦合探測器
- 光波導耦合探測器是一種特殊的工具，用于檢測特定角度入射范圍下周期結構的效率。
- 可以從探測器的“編輯”對話框中的目錄定義或加載周期性結構。
5. VirtualLab Fusion – 光波導耦合
6. VirtualLab Fusion –導出 LPD 到 OPtiSLang
7. optiSLang – 優化初始化
8. optiSLang – 設置優化
......
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展開 在VirtualLab Fusion中使用optiSLang進行光柵優化
2.VirtualLab Fusion 和optiSLang的界面
兩種軟件平臺的結合可實現先進光柵結構的優化設計，例如智能光導耦合。
3.VirtualLab Fusion –光學系統的初始化
?初始系統
-通常， VirtualLab中定義的每個光學系統都可以使用optiSLang進行優化
-在本例中，光學系統由平面波光源和用于周期性介質的光導耦合探測器組成。
4. VirtualLab Fusion – 光導耦合探測器
?光波導耦合探測器
-光波導耦合探測器是一種特殊的工具，用于檢測特定角度入射范圍下周期結構的效率。
-可以從探測器的“編輯”對話框中的目錄定義或加載周期性結構。
5.VirtualLab Fusion – 光波導耦合
6.VirtualLab Fusion –導出 LPD 到 OPtiSLang
7.optiSLang – 優化初始化
8.optiSLang – 設置優化
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展開 最佳使用案例NO.2–傾斜光柵
在現代光學系統中，可以在各種應用領域中找到光柵，如波長分離、光導耦合及相位和/或偏振調控。 因此，光柵的建模和設計引起了越來越多的關注。VirtualLab Fusion及其內置的嚴格傅里葉模態法（FMM）使其具有非常人性化的用戶界面。在我們的第二份“最佳新聞”通訊中，我們重點介紹傾斜光柵。
用于光導耦合的傾斜光柵的分析
從文獻中選擇了不同的傾斜光柵幾何形狀，具有不同的傾斜角、填充因子和調制深度，并且使用傅立葉模態法（FMM）計算衍射效率。
傾斜光柵的高級配置
可在VirtualLab Fusion中輕松配置帶涂層的傾斜光柵。該用例說明了用于自定義傾斜光柵的可用選項。
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