光柵結構優化的案例
用于期望視場（FOV）上光導耦合的傾斜光柵的優化
摘要
已知傾斜光柵具有將衍射光聚焦到特定級次的能力。 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
展開 用于期望視場（FOV）上光導耦合的傾斜光柵的優化
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
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?光柵結構的配置
- 使用特殊介質配置光柵結構[示例]
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- 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]
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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”
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模擬結果和優化函數的配置
optiSLang的優化結果
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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 [NEWSLETTER] 期望視場下的光柵優化
衍射光柵常用于將光耦合入光導，是VR/MR應用中近眼顯示設備的基礎。出于視覺目的，特定視場(FOV)范圍內耦合光柵的衍射效率必須進行優化。這是一項極具挑戰性的任務。在VirtualLab Fusion中利用嚴格傅里葉模態法(FMM，也稱 RCWA)以及optiSLang的演化算法，可以優化得到一個光柵結構，其在期望的FOV上具有良好的一致性。
用于光導的二元光柵優化
利用VirtualLab Fusion中的嚴格傅里葉模方法(FMM)和optiSLang的遺傳算法，我們演示了一種用于光導耦合的二元光柵在理想視場(FOV)下的優化。
VirtualLab 中使用optiSLang的光柵優化
展示了利用VirtualLab Fusion和optiSLang優化軟件對光柵結構進行優化的工作流程。
展開 
單入射方向光導耦合光柵的優化
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 在VirtualLab Fusion中使用optiSLang進行光柵優化
摘要
當代光學系統的優化往往涉及大量參數。正如光柵的優化設計，不僅需要考慮光柵的幾何參數，更需要分析所需的入射方向。這樣的需求導致優化過程面臨大量參數的挑戰。在本實例中，VirtualLab Fusion中提供了來自Dynardo的optiSLang軟件接口，因此使優化過程可以應用不同的高級優化算法。
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
......
展開 在VirtualLab Fusion中使用optiSLang進行光柵優化
摘要
當代光學系統的優化往往涉及大量參數。正如光柵的優化設計，不僅需要考慮光柵的幾何參數，更需要分析所需的入射方向。這樣的需求導致優化過程面臨大量參數的挑戰。在本實例中，VirtualLab Fusion中提供了來自Dynardo的optiSLang軟件接口，因此使優化過程可以應用不同的高級優化算法。
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 用于期望視場（FOV）上光導耦合的傾斜光柵的優化
摘要
優化任務
已知傾斜光柵具有將衍射光聚焦到特定級次的能力。 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。
模擬結果和優化函數的配置
?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
1.摘要
當代光學系統的優化往往涉及大量參數。正如光柵的優化設計，不僅需要考慮光柵的幾何參數，更需要分析所需的入射方向。這樣的需求導致優化過程面臨大量參數的挑戰。在本實例中，VirtualLab Fusion中提供了來自Dynardo的optiSLang軟件接口，因此使優化過程可以應用不同的高級優化算法。
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
......
鑒于篇幅，全文內容請閱讀原文下載。
展開 [VirtualLab] 單入射方向光導耦合光柵的優化
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.
展開 
[VirtualLab] 用于期望視場中光導耦合的二元光柵的優化
執行優化
? 根據優化策略，新算法定義了新的輸入參數
? 原則上來說這是循環重復過程，直至目標達成
仿真結果和優化函數的配置
OptiSLang的優化結果
? 優化結果作為評價函數的函數繪制
- 平均效率
- 均勻性對比
? 帕累托前沿表示兩個優化函數之間的最佳折衷
優化結果的高級評價
分析優化結果的耦合效率
? 最后，利用VirtualLab Fusion軟件對優化結果進行耦合效率分析
? 結果，均勻性對比顯著降低，但卻犧牲了整體效率
走進VirtualLab Fusion
? VirtualLab Fusion是一個靈活且可定制的建模工具平臺，用于模擬復雜的光學設置，例如，將一組平面波耦合到光導中
? 與軟件optiSLang的互連提供了對靈敏度分析、多目標和多學科優化、魯棒性評估、可靠性分析和穩健設計優化的高級工具的訪問
VirtualLab Fusion的工作流程
? 光柵結構的配置
- 使用界面配置光柵結構[用例]
- 使用特殊介質配置光柵結構[用例]
? 耦合效率的評估
- 用于光導耦合光柵評估的定制探測器[用例]
? 光柵結構的優化
- 使用optiSLang在VirtualLab Fusion中優化光柵
走進optiSLang
? optiSLang提供了廣泛的功能，可通過易于使用的圖形用戶界面執行穩健的設計優化
? 它使您準備好迎接全方位的參數研究，以創新和加速您的虛擬光學系統開發
展開 光波導系統中光柵幾何結構的優化
[圖片]
耦合光柵優化
光波導耦合光柵的優化
光柵通常用于將光耦合出或耦合入光波導。在這種情況下，如何優化耦合效率始終是一個重要問題。耦合光柵通常具有與波長量級相同的特征尺寸，因此需要嚴格的建模技術。VirtualLab Fusion為光柵結構的配置、光柵分析的嚴格傅立葉模態法（FMM）以及參數優化方法提供了便捷的工具。結合這些技術，提出了耦合光柵優化的實用工作流程。
在VirtualLab Fusion中，光柵結構配置在“堆棧”中，根據光柵的幾何形狀，可以使用一系列界面或特殊介質去構建。在該示例中，解釋了基于界面的光柵結構配置。
展開 [NEWSLETTER] 耦合光柵優化
光柵通常用于將光耦合出或耦合入光波導。在這種情況下，如何優化耦合效率始終是一個重要問題。耦合光柵通常具有與波長量級相同的特征尺寸，因此需要嚴格的建模技術。VirtualLab Fusion為光柵結構的配置、光柵分析的嚴格傅立葉模態法（FMM）以及參數優化方法提供了便捷的工具。結合這些技術，提出了耦合光柵優化的實用工作流程。
光波導耦合光柵的優化
我們展示了針對一個特定入射方向的優化矩形光柵的設計工作流程，以得到特定衍射階下的最大效率。
使用界面配置光柵結構
在VirtualLab Fusion中，光柵結構配置在“堆棧”中，根據光柵的幾何形狀，可以使用一系列界面或特殊介質去構建。在該示例中，解釋了基于界面的光柵結構配置。
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